propiedades magnéticas
Las propiedades magnéticas de los materiales magnéticos dependen de la dirección de los cristales del material y determinan las dimensiones o instrumentación de las máquinas para una determinada potencia, la excitación requerida, la eficiencia operativa, etc.
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Ser menos reacios o extremadamente absorbentes o tener un alto valor de permeabilidad relativa µR .
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Inducción de alta permeabilidad (para reducir el volumen y peso de las piezas de hierro).
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Alta resistencia eléctrica, por lo tanto, menor voltaje de Foucault y, por lo tanto, menor pérdida por corrientes de Foucault.
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Bucle de histéresis cónico o menor coercitividad, por lo tanto, menor pérdida de histéresis y alta eficiencia operativa.
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Una temperatura elevada.
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Debe tener un gran valor de producto energético. Se expresa en julios/m 3 .
Magnetos permanentes
Los imanes permanentes han revolucionado la eficiencia de las máquinas eléctricas. Su capacidad para mantener sus propiedades magnéticas sin un campo externo los convierte en la primera opción para innumerables aplicaciones, desde motores y generadores hasta rodamientos magnéticos. Profundizamos en la ciencia detrás de los imanes permanentes, incluidos los imanes de tierras raras, y exploramos avances recientes en la fabricación de imanes que han mejorado significativamente su rendimiento.
Materiales magnéticos: los componentes básicos de las máquinas eléctricas
En el corazón de cada máquina eléctrica hay un núcleo magnético responsable de controlar el flujo de corriente eléctrica y producir trabajo mecánico. Investigamos las propiedades de diversos materiales magnéticos, como hierro, acero y aleaciones magnéticas, y comprendemos sus propiedades únicas, ideales para aplicaciones específicas. Desde materiales ferromagnéticos hasta materiales paramagnéticos, cada tipo tiene diferentes propiedades magnéticas que los ingenieros consideran cuidadosamente al diseñar máquinas eléctricas.
Materiales conductores para máquinas eléctricas.
Factores a considerar al diseñar máquinas eléctricas
Al diseñar máquinas eléctricas, se deben considerar cuidadosamente varios factores para crear un dispositivo eficiente, confiable y rentable que cumpla con los requisitos de aplicaciones específicas. Estos factores cubren varios aspectos, incluido el rendimiento, los materiales, el impacto ambiental y la seguridad. Los factores más importantes a considerar durante el proceso de diseño incluyen:
Material magnético suave
Acero al silicio
liga especial
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Aleación a base de níquel con alto contenido en níquel (hierro + molibdeno + cobre o cromo) utilizada en amplificadores magnéticos, transformadores de potencia, etc.
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Aleación a base de níquel con bajo contenido en níquel (hierro + silicio + cromo o manganeso) utilizada en bobinas de inducción, bobinas, transformadores, etc.
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Terminator (hierro + níquel + cobalto).
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Mumetal (cobre + hierro)
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Pemendur (hierro + cobalto + vanadio) se utiliza para osciloscopios, micrófonos, etc.
Aleaciones amorfas
Superconductores: una maravilla magnética
Los superconductores tienen la extraordinaria capacidad de conducir electricidad sin resistencia a bajas temperaturas. Exploramos cómo estos materiales tienen el potencial de revolucionar las máquinas eléctricas, logrando una eficiencia y una densidad de potencia sin precedentes. Aunque la aplicación práctica de los superconductores aún está en sus inicios, analizamos el estado actual de la investigación y el desarrollo y brindamos información sobre sus perspectivas en las máquinas eléctricas.
Selección de materiales para un rendimiento óptimo
Seleccionar el material magnético adecuado para una aplicación específica es un proceso complejo que requiere un equilibrio entre varios factores, incluidos el costo, la eficiencia y el impacto ambiental. Abordamos las consideraciones que deben tener los ingenieros al seleccionar materiales magnéticos, teniendo en cuenta la aplicación prevista, las condiciones de funcionamiento y los requisitos de sostenibilidad.
Conmutación en máquinas DC
La conmutación es fundamental para el funcionamiento de las máquinas de CC, incluidos los motores y generadores de CC. El mecanismo clave permite la conversión de energía eléctrica en energía mecánica en motores, el movimiento motriz, el trabajo mecánico y, a la inversa, la conversión de energía mecánica en energía eléctrica en generadores. La conmutación asegura que la corriente en el devanado del inducido fluya unidireccionalmente, lo cual es esencial para mantener la dirección de rotación deseada en los motores y producir un voltaje de salida estable en los generadores.
El proceso de conmutación implica la interacción entre el conmutador y las escobillas, donde las almohadillas de contacto mantienen contacto eléctrico con los segmentos del conmutador mientras el rotor o la armadura gira. Este contacto continuo permite que la corriente se transfiera de una bobina de armadura a otra, lo que garantiza una rotación constante del rotor en los motores o una salida de voltaje estable en los generadores. La conmutación adecuada es fundamental para el funcionamiento fluido y eficiente de las máquinas de CC, y desafíos como las chispas, la formación de arcos y el desgaste de las escobillas deben gestionarse cuidadosamente para mantener un rendimiento y una confiabilidad óptimos. Los avances en la tecnología de conmutación, como la conmutación electrónica en motores de CC sin escobillas, han mejorado aún más la eficiencia y han reducido los requisitos de mantenimiento, lo que convierte a las máquinas de CC en una opción versátil para una variedad de aplicaciones industriales, automotrices y de consumo.