PROPUESTA DE CONSTRUCCIÓN DE MOTORES ELÉCTRICOS A BASE DE IMANES EN LA INDUSTRIA DE MICROAEROGENERADORES

PROPUESTA DE CONSTRUCCIÓN DE MOTORES ELÉCTRICOS A BASE DE IMANES EN LA INDUSTRIA DE MICROAEROGENERADORES

Resumen

Básicamente tenemos que no existen aún grandes fuentes de producción de energía como lo son los combustibles, ya que estos se están agotando en gran medida, lo que conlleva a una fuerte preocupación por la adquisición de energía limpia, por lo que se requieren soluciones eficaces de producción de la misma y que esta dure considerablemente por varios años haciendo rentable el suministro de la energía y se mejore su forma de almacenamiento sin contaminación, para así lograr el cuidado del medio ambiente. Para lo cual en respuesta a ello, presentamos este trabajo donde se expondrán distintas alternativas de solución mediante el implemento de motores eléctricos basados en el magnetismo a nivel industrial, respecto a su impacto con el medio ambiente y la optimización de recursos.

Palabras clave: Motores eléctricos, producción, energía, suministros, medio ambiente, industrias

Abstract

Basically we have that there are still no large sources of energy production such as fuels, since these are being exhausted to a great extent, which leads to a strong concern about the acquisition of clean energy, so effective solutions are required for production of the same and that this duration for several years making the supply of energy profitable and will improve its form of storage without pollution, in order to achieve the care of the environment. For which, in response to this, we present this work where different solution alternatives will be exposed through the implementation of electric motors based on magnetism at an industrial level, regarding their impact on the environment and the optimization of resources.

Keywords: Electric motors, production, energy, supplies, environment, industries

1. Introducción

Si hay algo que caracteriza al ser humano es su inteligencia superior, hecho que se dio progresivamente a través de toda su estancia en el planeta, un ejemplo de ello son los motores eléctricos. Es de conocimiento general que el agua es un recurso esencial para la vida en el planeta y que además tiene una gran participación en las actividades humanas, pero en muchas ocasiones ésta no es de fácil acceso, es por ello que se usan bombas de agua, bombas que hacen uso de motores eléctricos, pero este es solo uno de los tantos usos que se les atribuyen a estos motores. Los primeros motores eléctricos fueron dispositivos sencillos, los cuales fueron mencionados en los experimentos realizados por el monje benedictino escoces, Andrew Gordon y el inventor estadounidense Benjamín Franklin en la década de 1740, sin embargo, se le atribuye a Michael Faraday, el título de padre del motor eléctrico, debido a que en 1821 demostró, por medios electromagnéticos, el principio de la conversión de la energía eléctrica en energía mecánica (Burbano, 2018).

Con el presente trabajo se busca la mejora de los sistemas de producción de energía con las ventajas que traen los motores eléctricos, con el fin de disminuir al máximo el riesgo de contaminar al medio ambiente, para ello se recaba información sobre las múltiples alternativas de energías renovables en motores, se investigará sobre la implicancia del magnetismo en el uso de motores eléctricos y se explicara sobre los componentes electricos y mecanicos del sistema de generación en un microaerogenerador, este proyecto posiblemente reducirá los efectos contaminantes en el medio ambiente.

Marco teórico

1.1 Motores eléctricos

1. Velocidad de sincronismo de motores eléctricos de corriente alterna

[pic 1]

Donde:

n: Número de revoluciones por minuto

f: Frecuencia de la red

p: Número de partes de polos de la máquina

1. Constitución del motor asíncrono de inducción

Como todas las máquinas eléctricas un motor está constituido por un circuito magnético y dos eléctricos, uno colocado en una parte fija (estator) y el otro en la parte móvil (rotor).

[pic 2]

Figura 1: Sección de Motor Eléctrico (Rosales J, 2018)

2.2 Campo magnético giratorio

El campo magnético creado por un bobinado trifásico alimentado por corriente alterna es de valor constante pero giratorio y a la velocidad de sincronismo. Este fenómeno se puede comprobar con el estudio de las posiciones que va ocupando la resultante del flujo atendiendo a los sentidos de corriente que van tomando los conductores en el bobinado (Marrufo E y Castillo J, 2010).

Figura 2: Comprobación de campo magnético giratorio (Marrufo E y Castillo J, 2010)

[pic 3]

2.2.1 Principio de funcionamiento

El funcionamiento del motor asíncrono de inducción se basa en la acción de flujo giratorio generado en el circuito estatórico sobre las corrientes inducidas por dicho flujo en el circuito del rotor. El flujo giratorio creado por el bobinado estatórico corta los conductores del rotor, por lo que se generan fuerzas electromotrices inducidas. Suponiendo el bobinado rotórico, es de entender que sus conductores serán recorridos por corrientes eléctricas. La acción mutua del flujo giratorio y las corrientes existentes en los conductores del rotor originan fuerzas electrodinámicas sobre los propios conductores que arrastran al rotor haciéndolo girar (Marrufo E y Castillo J, 2010).

1. Inducción electromagnética.

La inducción electromagnética es el proceso por el cual se puede inducir una corriente por medio de un cambio en el campo magnético.

Hay dos leyes fundamentales que describen la inducción electromagnética.

1. Ley de Faraday

Relaciona la razón de cambio de flujo magnético que pasa a través de una espira (o lazo) con la magnitud de la fuerza electromotriz inducida en la espira.

[pic 4]

La fuerza electromotriz, o FEM, se refiere a la diferencia de potencial a través de la espira descargada (es decir, cuando la resistencia en el circuito es alta).

La fem inducida en una bobina es igual al negativo de la tasa de cambio del flujo magnético multiplicado por el número de vueltas (espiras) de la bobina. Implica la interacción de la carga con el campo magnético.

[pic 5]

Donde:

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[pic 7]

[pic 8]

[pic 9]

1. La ley de Lenz

Es una consecuencia del principio de conservación de la energía aplicado a la inducción electromagnética.

[pic 10]

1. Análisis

1. Nuevas alternativas existentes para un mejor manejo de energías renovables.

En la actualidad hay una fuerte competencia e interés por el desarrollo de fuentes de energía sustentables para ser el principal apoyo del crecimiento industrial y social de cada nación. A lo largo de los años el hombre ha cubierto las necesidades de energía para ese crecimiento principalmente de fuentes fósiles como el petróleo entre otros, el cual que a su vez se encuentra en grandes cantidades en yacimientos en el subsuelo del planeta. Su extracción a lo largo de los años ha sido relativamente fácil, pero hoy en día en algunos países que no cuentan con tecnología o que los combustibles fósiles están en escasez pueden causar preocupaciones por encontrar alternativas a él. Para ellos se crean tecnologías para utilización de fuentes de energía alternativas y dispositivos que utilicen ese tipo de energía lo más eficientemente posible, tales son como los motores eléctricos (Burbano Ortiz, J. F, 2018)

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