¿Qué es el motor de histéresis?
Motor de histéresis se define como un motor sincrónico que tiene un rotor cilíndrico y funciona en pérdidas por histéresis inducidos en el rotor de acero endurecido con alta retención. Es un motor monofásico y su rotor está hecho de material ferromagnético con un soporte no magnético sobre el eje.
¿Cuál es la característica constructiva del motor de histéresis?
Consiste en
- Estator
- Bobinado de estator monofásico
- Rotor
- Eje
- Bobina de sombreo
- Estator:El estator del motor de histéresis está diseñado de manera particular para producir un campo giratorio sincrónico a partir del suministro de una sola fase. El estator lleva dos bobinas, a) la principal y b) la auxiliar. En otro tipo de diseño de motor de histéresis el estator sostiene los polos de tipo sombreado.
- Rotor:Rotor de motor de histéresis está hecho de material magnético que tiene una alta histéresis de pérdida de propiedad. Un ejemplo de este tipo de materiales es el cromo, el acero al cobalto o el álnico o la aleación. La pérdida de histéresis se vuelve alta debido a la gran área de bucle de histéresis.
El rotor no lleva ninguna bobina o dientes. La porción cilíndrica magnética del rotor está ensamblada sobre el eje a través de un eje de material no magnético como el latón.
El rotor está provisto de una alta resistencia para reducir pérdida de corrientes de Foucault.
¿Cuál es el principio de funcionamiento del motor de histéresis?
El comportamiento inicial de un motor de histéresis es como un motor de inducción monofásico y el comportamiento de carrera es el mismo que el de un motor sincrónico. Paso a paso su comportamiento se puede realizar en el principio de funcionamiento que se da a continuación.
En la condición inicial
- Cuando el estator es energizado con suministro de CA monofásico, la rotación campo magnético se produce en el estator.
- Para mantener el el campo magnético rotativo los bobinados principal y auxiliar deben ser suministrados continuamente en el arranque así como en condiciones de funcionamiento.
- En el arranque, por el fenómeno de inducción, el voltaje secundario es inducido en el rotor por el campo magnético de rotación del estator. Por lo tanto, la corriente de remolino se genera para fluir en el rotor y desarrolla el rotor.
- Así, el par de las corrientes de Foucault se desarrolla junto con el par de histéresis en el rotor. El par de histéresis en el rotor se desarrolla a medida que el material magnético del rotor tiene una alta propiedad de pérdida de histéresis y una alta retentividad.
- El rotor pasa por debajo de la frecuencia de deslizamiento antes de pasar a la condición de funcionamiento en estado estable.
- Así que se puede decir que cuando el rotor comienza a girar con la ayuda de estos pares de corrientes de Foucault debido al fenómeno de inducción, se comporta como un motor de inducción monofásico.
En estado de funcionamiento estable
- Cuando la velocidad del rotor se acerca a la velocidad de sincronización, el estator empuja al rotor al sincronismo.
- En la condición de sincronismo, el movimiento relativo entre el campo del estator y el campo del rotor se desvanece. Así que no hay ningún otro fenómeno de inducción que continúe. Por lo tanto, no hay corriente de remolino que generar en el rotor. Por lo tanto, el par debido a las corrientes de remolino se desvanece.
- En el momento de la rotación de los rotores a la velocidad síncrona, el flujo de campo magnético giratorio en el estator produce polos en el rotor por inducción; se denominan polos norte (N) y sur (S). Así el rotor se comporta como un imán permanente teniendo el eje del rotor como eje magnético inducido.
- Para un alto magnetismo residual o retentividad, la fuerza del polo del rotor permanece sostenible o sin cambios. De nuevo, a mayor retentiva, mayor es el par de histéresis y el par de histéresis es siempre independiente de la velocidad del rotor. La alta retentividad permite el bloqueo magnético continuo entre el estator y el rotor y, por lo tanto, el motor gira a velocidad sincrónica.
- El trabajo máximo realizado para establecer las pérdidas de histéresis bajo el ciclo de magnetización en el rotor es igual al área de superficie dentro de la curva de histéresis B-H.
- En un par de carga menor, el trabajo necesario para girar el rotor es igual al máximo trabajo de magnetización del fenómeno de histéresis disponible ya en el rotor. Así que el eje del polo magnético inducido siempre sigue el eje del campo magnético giratorio del estator sin ningún ángulo de desfase.
- Pero cuando el par de carga es lo suficientemente alto, el máximo trabajo de magnetización en el rotor por el fenómeno de histéresis no puede cumplir el trabajo necesario para hacer girar el rotor.
- Así que el eje del campo magnético inducido o el eje del polo rotor se retrasa el campo magnético rotativo eje del estator en un ánguloh. Por lo tanto, el eje del polo del rotor trata de alcanzar el eje del campo magnético del estator.
- Si se aumenta el par de carga, este ángulo de retardo se incrementará hastamax antes de caer por debajo de la condición sincrónica.
- Los polos del rotor son atraídos hacia los polos del estator en movimiento y funcionan a velocidad sincrónica.
- Como no hay deslizamiento en condiciones de funcionamiento de estado estacionario, sólo hay un par de histéresis para mantener el rotor funcionando a velocidad sincrónica y se comporta como un motor sincrónico.
¿Qué es la pérdida de potencia por histéresis, Ph en el motor de histéresis?
La pérdida de potencia de histéresis en el rotor del motor de histéresis viene dada por
Dónde,
fr es la frecuencia de inversión de flujo en el rotor (Hz)
Bmax es el valor máximo de la densidad de flujo en la brecha de aire (T)
Ph es la pérdida de potencia calorífica debido a la histéresis (W)
kh es la constante de histéresis
¿Cuál es la ecuación del par de histéresis en el motor de histéresis?
De la ecuación del par de histéresis, está claro que el par de histéresis es independiente de la frecuencia y la velocidad.
¿Cuál es la característica de velocidad de torsión del motor de histéresis?
Características de la velocidad de torsión del motor de histéresis se da a continuación.
Sabemos que en el motor de histéresis se produce un par de histéresis constante. Este par valorado constante permite al motor sincronizar cualquier carga que pueda acelerar.
El rango de operación normal se menciona con una línea vertical oscura.
¿Qué es la característica de velocidad y torsión?
A continuación se muestran las características de velocidad y par de un motor de histéresis.
El par es casi constante desde el inicio hasta la condición de funcionamiento. En la condición de arranque el par de arranque es el par de corrientes de Foucault junto con el par de histéresis. Pero en la condición de marcha el par de marcha neto significa sólo el par de histéresis.
¿Cuál es el par de arranque del motor de histéresis?
Supongamos queS es el flujo del estator a velocidad sincrónica.
Φr es el flujo del rotor. Debido al efecto de histéresis,r lagsS en un ángulo .
Entonces el par de arranque producido está dado por
K es la constante proporcional.
¿Cuáles son los tipos de motores de histéresis?
Hay varios tipos de motor de histéresis por construcción. Son
- Motores de histéresis cilíndricos: Tiene un rotor cilíndrico.
- Motores de histéresis de disco: Tiene un rotor en forma de anillo anular.
- Motor de histéresis de campo circunferencial: Tiene un rotor soportado por un anillo de material no magnético con permeabilidad magnética cero.
- Motor de histéresis de campo axial: Tiene un rotor soportado por un anillo de material magnético con permeabilidad magnética infinita.
¿Cuáles son las ventajas del uso del motor de histéresis?
El principal ventajas del motor de histéresis se dan a continuación.
- Como no hay dientes ni bobinas en el rotor, no se producen vibraciones mecánicas durante su funcionamiento.
- Su funcionamiento es tranquilo y silencioso, ya que no hay vibración.
- Es adecuado para acelerar las cargas de inercia.
- El funcionamiento a varias velocidades puede lograrse empleando un tren de engranajes.
¿Cuáles son las desventajas del uso del motor de histéresis?
El desventajas del motor de histéresis se dan a continuación.
- Motor de histéresis tiene una producción pobre que es un cuarto de la producción de un motor de inducción con la misma dimensión.
- Baja eficiencia
- Bajo par de torsión.
- Factor de potencia bajo
- Este tipo de motor sólo está disponible en un tamaño muy pequeño.
¿Cuáles son las aplicaciones de los motores de histéresis?
Se utilizan ampliamente en
- Equipos de producción de sonido,
- Instrumentos de grabación de sonido,
- Reproductores de discos de alta calidad,
- Dispositivos de cronometraje
- Relojes eléctricos,
- Teleimpresoras.
