Cap3 Circuitos Magn Ticos

CIRCUITOS MAGNTICOS

1. Revisin de la teora de campos electromagnticos

2. Materiales magnticos

3. Prdidas en los materiales magnticos

4. Circuitos magnticos

5. Voltaje inducido e inductancia

6. Corriente de excitacin

7. Circuito equivalente de un reactor

Conversin Electromecnica de la Energa: Luis Ortiz N.

Ecuaciones de Maxwell

En general, la precisin no va ms all de lo que se verifica

experimentalmente, existiendo excepciones cuando se realizan trabajo originales o investigacin.

Para dispositivos de conversin de energa, la parte elctrica puede modelarse usando la forma diferencial de las ecuaciones de Maxwell


Caractersticas de los materiales magnticos

Curva de magnetizacin del Alnico V

Ciclo de histresis de lminas de

Delmatax para ncleos estampados

de 0.051 mm de espesor


Curvas de magnetizacin para varios materiales


Curva de magnetizacin de varios materiales magnticos


Caractersticas magnticas de los materiales blandos

.


Prdidas en los ncleos magnticos

.Fierro silicoso de 0,48 mm

de espesor

Ferrita de Mn-Zn


Prdidas en los ncleos magnticos

.

Prdidas por histrisis .

Energa magntica almacenada:

Potencia disipada en el ncleo:.

Energa perdida por unidad de volumen y por ciclo:

Potencia disipada en el ncleo:

Prdidas por corrientes inducidas

Potencia disipada por unidad de volumen:

Potencia disipada en un volumen

para un material especfico:

cicloVolh fAVP

n

maxh Bp n

maxVolh fBVP

6

2222 tfBp maxh

22

maxVolff BfVKP

Potencia total disipada en el ncleo por unidad de volumen: 22

maxf

n

maxn BfkfBp

VolVol

m dVBHW

21


Efecto de borde en un circuito magntico

.


Circuitos magnticos

. Circuito magntico de excitacin mltiple:

Representacin circuital del

sistema magntico

mm

m

mA

gg

g

gA

IdH

223311 INININHH ggmm


Voltaje inducido e inductancia

.

La inductancia se define por:

Para un sistema lineal:

.

El enlace de flujo es:

F.e.m. inducida en la

bobina:

N

dt

dN

dt

de

Si:

tmax sen

iiNL

di

d

di

dNL

)2cos(2 ftNfe max

maxfNE 44,4


Inductancias propias y mtuas

.

Una inductancia se define por:

m bobina laen corriente

m bobina laen corriente la a debidok bobina lapor enlazado flujoLkm

Matemticamente:

K 1 coeficiente de

acoplamiento

Como el potencial magntico

en la bobina m, es NmIm

m

mk

kmi

KNL

)(

mkkm LL

mkkm

NKNL


.Corriente de excitacin para un

flujo sinusoidal en un reactor


.Forma de onda del flujo y la f.e.m.para

una corriente sinusoidal en un reactor


.Representacin matemtica de la corriente de excitacin

Utilizando el mtodo de la Serie de Fourier:

Despreciando los armnicos de orden superior a 5:

o bien:

donde:

1

000 )sen()cos()(n

bnan tnItnIti

tItI

tItItItIti

ba

baba

5sen5cos

3sen3cossencos)(

5050

303010100

)5cos()3cos()cos()( 5053031010 tItItIti

2

0

2

00 biaii III oaiobii II /tg1

0


.Componente de prdidas y magnetizacin

Consideremos que la tensin aplicada a un reactor es:

Se demuestra que la potencia perdida en el ncleo del reactor es:

donde:

e

La componente de prdidas es:

La componente de magnetizacin es:

tVtv cos)(

10aefefn IVP

2/10ap II

2

50

2

50

2

30

2

30

2

10

22222

bababm

IIIIII

2/VVef 2/1010 aaef II


.Circuito equivalente de un reactor

Para la representacin fasorial

se supone que la componente de

magnetizacin es de la frecuencia

fundamental

La corriente de excitacin de un

transformador es del 1 al 8 %

de la corriente nominal

22

0 mp III

22

0

0

0

0

0

cm

c

c

c

gYb

V

IY

V

Ig

V

PI


Cap3 Circuitos Magn Ticos

Documents

Transcript of Cap3 Circuitos Magn Ticos