1. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent continu (n)Corbes caracterstiques El funcionament dun motor de CC depn de 5 variablesLa freqncia de rotaci (n)El corrent dexcitaci, IexLa tensi en borns VLEl corrent indut IiEl parell motor () Recordem que = K Ii El flux, s proporcional a Iex Aix vol dir que noms s funci de quatre variables

2. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent continu (n+1)Corbes caracterstiques (II) Tamb es pot escriure: F (VL, Ii, n, ) De fet, VL es pot considerar constants la subministrada per la xarxa Tindrem doncs, tres famlies de corbesCaracterstica de velocitat n = f (I) amb = constantCaracterstica de parell motor = f(I) amb n = constantCaracterstica mecnica = f(n) amb I = constant 3. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent continu (n+2)Motor dexcitaci independent Lequaci de lindut s: I la intensitat consumida pel motor: En el moment darrencar: 4. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent continu (n+3)Motor dexcitaci independent (II) Tamb tenim un restat al circuit dexcitaciRegula velocitat motor Recordem lequaci de n: 5. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent continu (n+4)Motor dexcitaci independent (III) Considerem que el flux s ct Noms variem Ii, n per fer la corbaVeiem que si Ii augmenta, n disminueix Conclusions de la corban varia poc encara que la crregavariTamb permet bona regulaci de nAmb circuit excitadorAplicable a condicions de treball ambcanvis de crrega freqents 6. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent continu (n+5)Motor en srie En aquest cas les equacions sn:Ii=I (estem en srie) Necessitem lexpressi del parellObtindrem relaci n-IJa que el flux s proporcionalal corrent de lindut. Ergo: 7. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent continu (n+6)Motor en srie (II) Aquesta expressi ens permet obtenir la corbaEl parell s inversament proporcionala n ( ho s envers I)Si treballa a buit, la velocitat pujaMoltssimEs fan servir quan sempre hi ha crregaTramvies, trens elctrics... 8. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent continu (n+7)Motor en derivaci o shunt Les equacions sn iguals al dexcitaci independent En quant a les intensitats: 9. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent continu (n+8)Motor en derivaci o shunt I la corba corresponent: AplicacionsParell dengegada no massalluny del nominalEstabilitat de funcionamentEn buit o plena crrega diferncia 5-10%til per mquines eina: canvi constant de crrega 10. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent continu (n+9)Motor compound El camp magntic resultant s la suma del srie i del shuntComportament que s barreja dels dos tipus ja estudiatsComparats amb parallel:Disminueixen n ms rpidament quan experimenten increment de crregaComparats amb srieNo presenten perill dacceleraciincontrolada en treballar en buitn t un lmitFlux creat pel shunt 11. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent continu (n+10)Motor compound (II) Equacions aplicablesLes bsiques del circuit:N quant al parell tenim la sumaI la velocitat t lequaci que es presenta a continuaciAqu veiem que n t un lmit, ja que el denominador tamb el tAplicable: mquines de parell dengegada elevat i crrega variableCompressors, laminadores 12. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent alternIntroducci Reben CA als seus borns, la transformen en mecnica al seu eix.Tenim: Motors sncronsEs fonamenten en la reversibilitat de lalternadorEl seu rotor gira a velocitat de sincronisme. ns = f/p [s-1] Motors asncronsFonamentats en lacci del camp magntic giratori a lestatorPossible grcies a les tres fases del correntAquest camp indueix corrents al rotorGiren a velocitat inferior a la de sincronisme 13. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent altern (II)Motors dinducci trifsics Motor industrial per excellnciaConstrucci senzillaSense collectorAguanta canvis de crrega brusques mantenint n gaireb constant T les dues parts habituals: estator i rotor EstatorCont el sistema inductorCarcassa: Fa de suport als diferents rgansNucli magntic. Fixat a carcassa. Paquet de xapa magntica amb ranures: bobinatge inductor 14. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent altern (III)Motors dinducci trifsics (II) Estator (II) Bobinatge inductor: produeix el camp giratori. Tres enrotllaments de fil o platines de Cu Caixa de borns: connexi a xarxa elctrica. Diferents combinacions per tenir connexi en estrella o triangle Rotor Constitueix el sistema indut. Bsicament: eix suportat per coixinets i paquet cilndric de xapa magntica amb ranures: conductors de lindut Rotor en gbia desquirol o curtcircuit Amb barres de Cu o Al curtcircuitats al final 15. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent altern (IV)Motors dinducci trifsics (III) Rotor (II) Rotor bobinat Bobinatge trifsic de Cu connectat en estrella Els extrems lliures: connectats a tres anells de bronze o llaut Amb escombretes: tanquem el circuit Permeten certa regulaci de velocitat Sn ms cars i amb ms manteniment Principi de funcionament Necessitem generar un camp magntic giratori No tenim imant giratori, sin tres bobines equidistants alimentades perCA desfasades 120 entre elles 16. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent altern (V)Motors dinducci trifsics (IV) Principi de funcionament (II)Dins del camp magntic giratori: espira de CuEs posar a girar, induda pel camp magntic. Com?Crea una FEM: un corrent indut (espires en curtcircuit)Parell de forces: fa girar lespiraCorrent indut de sentit contrari al que el generaGira en igual sentit que el camp magntic inductorDe fet, intentar girar a igual velocitat que linductor, per oposar-se alefecte generador (Lenz)Lespira gira a velocitat inferior que el camp inductorAix fa que hi hagi variaci de flux: FEM induda 17. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent altern (VI)Motors dinducci trifsics (V) 18. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent altern (VII)Motors dinducci trifsics (VI) Velocitat de sincronisme i lliscamentVelocitat de sincronisme: la del camp giratori: ns = f/p [s-1]La velocitat del rotor, n, s inferior (ms o menys en funci de lacrrega)La velocitat de lliscament: nr = ns nTamb es pot expressar en tant per O percentual Potncia activa absorbida 19. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent altern (VIII)Motors dinducci trifsics (VII) Potncia nominalLa que caracteritza el motors la potncia til quan treballa a PC Potncia reactivaEmprada per crear el camp magntic La potncia aparent subministrada per la xarxa: 20. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent altern (IX)Motors dinducci trifsics (VIII) El rendiment del motor a plena crrega:PFe: prdues magntiques. Independents de crregaPcu: prdues elctriques. Dependents de crregaPmecniques: Independents de la crrega 21. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent altern (X)Motors dinducci trifsics (IX) Intensitat absorbida pel motor (de la xarxa)Aquests valors figuren a la placa de caracterstiquesEstan referits al funcionament nominal Parell motorLa velocitat n ha destar en s-1 22. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent altern (XI)Motors dinducci trifsics (X) Corba de caracterstica mecnicaEs representa el parell en funci de la velocitat del motorMantenint la tensi i la freqncia dalimentaci constantsTamb hi representem el parell resistent de la crrega i la intensitatestatricaT diferents punts singulars que es detallen tot seguit 23. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent altern (XII) Motors dinducci trifsics (XI)Corba de caracterstica mecnica (II)Punt A: Engegada del motorn=0a (engegada) >n (nominal)Ia > InPunt nsCorrespon a velocitat desincronismeEl motor no funcionaNo hi ha variaci de flux=0 24. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent altern (XIII) Motors dinducci trifsics (XII)Corba de caracterstica mecnica (III)Punt DFuncionament en buit s petitoSuficient per vncer fregamentn s inferior a nosPunt KVelocitat crtica n kSubministra el parell mxim k 25. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent altern (XIV) Motors dinducci trifsics (XIII)Corba de caracterstica mecnica (IV)Punt CFuncionament nominal del motoru = r de la crregaMotor estable: augment de n,disminuci de Motor estable: Per tant, r frena elmoto i tornem a valor nominalMotor estable: Augment de rimplica baixada de velocitat i, ergo,pujada de u. Tornem a valornominal 26. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent altern (XV)Motors sncrons trifsics Es fonamenta en la reversibilitat de lalternador Si alimentem lestator amb CA trifsic camp magntic giratori de velocitat ns El rotor sorienta i gira a la velocitat de sincronisme A mesura que t crrega: es desfasa un angleAngle de crregaEl parell mxim: a 90 Gaireb no es fan servir a nivell industrialNo podem arrencar amb crregaVariacions brusques de crrega: el motor satura 27. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent altern (XVI)Motors de corrent altern monofsics IntroducciSn de poca potnciaAplicat al sector dels electrodomstics i mquines eina porttils Motors dinducci amb bobinatge auxiliarMolt semblant a motor dinducci trifsicBobinatge inductor a lestatorIndut en curtcircuit al rotorPer: ara no podem fer B giratori (noms tenim una fase)El que tenim s un B alternatiu damplitud variableUn cop comena a girar tinc dos camps que interactuen: gira el rotor 28. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent altern (XVII)Motors de corrent altern monofsics (II) Motors dinducci amb bobinatge auxiliar (II)Necessitem, doncs un camp giratori inicial per fer girar el rotorDesprs s autosuficientSutilitza un bobinatge auxiliar darrencadaCollocat a lestator amb el bobinatge inductor principalDesfasat respecte aquestTenim camp magntic giratori (semblant al dun sistema bifsic)Tenim dues maneres daconseguir-hoDe fase partidaEn lestator reservo 1/3 de les ranures per bobinatge auxiliar (a 90)De condensador (en srie)Desfasa el corrent 90 29. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent altern (XVIII)Motor universal Pot funcionar amb CC o CA La caracterstica parell-velocitat s igual a la dun motor de CC en srie Sn de dimensions petites i parell ms alt que un monofsicMotors pas a pas Sn els ms adients quan necessitem control precs de laposici i/o de la velocitat del rotor Lestator crea camp magntic giratori El rotor: imant permanent que segueix el camp de lestator 30. UD 05. Motors elctricsMotors de corrent altern (XIX)Motors pas a pas (II) Cada cop que apliquem un impuls a les bobines de lestatorHi circula corrent: generem B giratoriFem girar el rotor Cada vegada que apliquem impuls avana uns graus s el que anomenem pasPot valdre 90 o tan sols 0,72En funci daix necessitem ms o menys impulsos per girar un angledeterminat 31. UD 05. TransformadorsIntroducciMquina estticaPermet variar V i I mantenint constant la freqnciaEstudiarem: transformadors de potnciaConstituci del transformadorCircuit magntic Acobla magnticament els enrotllaments Format per columnes o nuclis (aqu colloquem elsenrotllaments) i culates (tanquen el circuit) 32. UD 05. TransformadorsConstituci del transformador (II)Enrotllaments Amb fils i platines de Cu, dacord amb la I a suportarDiferents formes constructives Habitual: transformador cuirassatEnrotllaments sobre un nucliTanquem circuit per tots dos costatsMolt emprat en monofsics 33. UD 05. TransformadorsConstituci del transformador (III)Diferents formes constructives (II) Transformador de columnesDues columnes, cadascuna amb un dels enrotlladorsTpic de transformadors trifsicsPrincipi de funcionamentEn la inducci electromagnticaVariaci de flux: acci de campmagntic Creat per corrent variable 34. UD 05. TransformadorsPrincipi de funcionament (II)Format per circuit magntic i dos delctrics Nucli: xapesEls enrotllaments sanomenen primari i secundariConnectem a xarxa de CA Flux variable Indum FEM p en primari Indum FEM s en secundari 35. UD 05. TransformadorsPrincipi de funcionament (III)El primari: receptor Rep energia de la xarxa elctricaEl secundari: generador Alimenta circuit dutilitzaciLa relaci entre el nombre despires del primari i elsecundari sanomena relaci de transmissi 36. UD 05. TransformadorsEl transformador idealEs considera que no t prduesFuncionament en buit Connectem el primari a Vp (alterna) Circula corrent Io = Ip (primari) Generem flux variable ()Com als dos enrotllaments Generar p i sDe sentit contrari a la variaci de flux (Lenz) 37. UD 05. TransformadorsEl transformador ideal (II)Funcionament en buit (II) El flux tindr una variaci: Aleshores, operant obtindrem:mx: flux mxim en Wbf: freqncia del CA en Hz Si dividim les dues expressions:La relaci entre FEMs s equivalent a relaci de transformaci 38. UD 05. TransformadorsEl transformador ideal (III)Funcionament en crrega Ara circular corrent al secundari IsEl secundari subministrar una potncia P2Influencia el flux i, per tant, el primari (augment dIp) Com que considerem que el transformador s idealNo hi ha prduesLa potncia absorbida pel primari s igual a la subministrada pelsecundariI si operem obtenim:Observem que Is influencia Ip 39. UD 05. TransformadorsEl transformador realHem de tenir en compte diferents factors Resistncia hmiques dels enrotllaments Dispersi del flux a causa dels correntsPodem escriure ara Tot i que, en ser mquines de rendiment elevat se sol acceptarlequaci ideal de rt abans esmentada 40. UD 05. TransformadorsEl transformador real (II)Rendiment dun transformador Respon a la frmula: On hem de tenir present: Pfe: Prdues del ferro, en W, per histresi i corrents Foucault del nucli Pcu: Prdues del coure,en W, per efecte Joule als enrotllaments 41. UD 05. TransformadorsEl transformador real (III)Rendiment dun transformador (II) Com que no t prdues mecniques: rendiments superiors al99%Identificaci dun transformador Nombre de fases Potncia nominal (PN)Potncia aparent subministrada pel secundari [VA] Tensions nominals primria i secundria (VpN i VsN)Exemple: Trifsic 10000 kVA 20000/110000 V