Cálculos eléctricos

Diseño eléctrico

Para tipos de máquinas conocidas, el diseño eléctrico está basado en circuitos magnéticamente equivalentes, ya que el cálculo y la realización de medidas se realizan de manera rápida y fácil. Después de un primer dimensionado, la optimización se puede realizar con el cálculo de distintas variantes geométricas y puntos de operación. Los fabricantes de grandes generadores como prefieren, por lo tanto, usar sus propios programas de cálculo, ya tiene décadas de experiencia y medidas confidenciales. Para los diseños inusuales o máquinas completamente nuevas, el cálculo del campo magnético consume mucho más tiempo: en este caso el campo magnético tiene que ser calculado con el método de elementos finitos. El software FEM se usa normalmente para motores eléctricos y transformadores de Maxwell & Comsol.

 

 

 
     Campo magnético de un motor asíncrono
     (© Instituto de energía y automatización, Universidad Técnica de Berlín)

Localización de las pérdidas

Las pérdidas en las máquinas eléctricas son: las pérdidas óhmicas (pérdidas en el devanado de cobre), las perdidas por remagnetización (pérdidas en el hierro) y las pérdidas mecánicas (perdidas de ventilación y perdidas de soporte); las pérdidas en el cobre son, en la mayoría de los diseños, las pérdidas más grandes. La distribución de las pérdidas eléctricas en los lugares de producción no es un tema de interés durante la fase conceptual, los miembros del proyecto están interesados principalmente en los valores de las pérdidas totales y en la eficiencia correspondiente. Un buen conocimiento de los lugares de producción es, sin embargo, necesario para el cálculo de la temperatura.

Las pérdidas en los bobinados del estator y las bobinas del rotor, así como las pérdidas de hierro generado en el yugo y en los dientes del estator pueden estar distribuidas de manera homogénea en los volúmenes correspondientes. La determinación de las pérdidas adicionales es mucho más complicada e imprecisa. Si no hay ningún cálculo FEM detallado, entonces las pérdidas adicionales pueden hallarse mediante el uso de fórmulas de la literatura de libre disposición.

 
  Distribución de la densidad de flujo de máquina de polos salientes

Corriente:
Artículo sobre E-Cooling en la
revista Engineering Edge
(artículo en las páginas 28-29)
 
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