miércoles, 23 de abril de 2014

Corriente en una bobina con núcleo ferromagnético

Moisés San Martín

Para el estudio teórico de la corriente en una bobina con núcleo ferromagnético (circuito no lineal) podemos utilizar como curva característica de magnetización (flujo frente a la corriente) la tangente hiperbólica, como indica la siguiente figura:


A continuación determinamos la corriente que circula por la bobina en el circuito de la figura, donde tenemos una resistencia en serie con la bobina conectados a un generador:


Para su resolución aplicamos la segunda ley de Kirchhoff sabiendo que la tensión en la bobina es la derivada del flujo. Resolvemos mediante cualquier programa de resolución numérica (hemos empleado el software LabVIEW y el método de Runge-Kutta). El resultado lo podemos ver en la siguiente figura:


Se observa la distorsión de la corriente en la bobina. Para verificar los resultados se ha representado también la gráfica de flujo frente a la corriente.
En la parte inferior derecha se ha realizado, además un análisis armónico, en el que se observa que esta no linealidad aumenta los armónicos 3, 5 y 7. Si se trabajara en la zona lineal (obsérvese la siguiente figura) estos armónicos no son tan importantes. Se calcula también la tasa de armónicos THD.



Se puede descargar el programa del siguiente enlace: https://drive.google.com/file/d/0B8EMOdwTYNF2NFhqMzBvbGV3dGs/view?usp=sharing

6 comentarios:

  1. Excelente aporte, pueden por favor publicar el programa de Labview para hacer algunos ensayos? De antemano gracias!

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    1. Gracias por utilizar nuestros recursos.
      El software puede ser descargado del siguiente enlace: https://drive.google.com/file/d/0B8EMOdwTYNF2NFhqMzBvbGV3dGs/view?usp=sharing

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  2. Buenas tarde. Excelente la pagina. Quisiera utilizarla como referencia para mis alumnos de Maquinas eléctrica si lo permite. Estuve revisando el programa para el calculo de corriente a través e bobinas con núcleo de hierro (https://drive.google.com/file/d/0B8EMOdwTYNF2NFhqMzBvbGV3dGs/view?usp=sharing), sin embargo el programa descargado muestra el calculo para bobinas con núcleo de aire (solución sin saturación). Quisiera saber si es factible obtener la de núcleo de aire. Gracias

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    1. Hola Michele:
      Muchas gracias por usar nuestros materiales.
      El programa simula un circuito magnético con núcleo magnético, con saturación. Se puede ver cómo se deforma la corriente.
      Para simular un circuito con núcleo de aire únicamente hay que utilizar la fórmula que no precisa de resolución numérica por tratarse de un elemento lineal.

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  3. Estimado Moisan
    Muy buenas tardes
    Muchas gracias por su pronta respuesta.
    No se si me explique correctamente en el correo anterior. El problema que presento es que al bajar el programa de cálculo de corriente por una bobina con núcleo ferromagnético, utilizando el link indicado en la pag (https://drive.google.com/file/d/0B8EMOdwTYNF2NFhqMzBvbGV3dGs/view?usp=sharing), lo que se obtiene es la versión del programa que calcula la corriente SIN NUCLEO magnético. Me gustaría utilizar la versión que considera nucleo saturable pero no consigo la dirección para bajarla.
    Muchas gracias
    Michele Ricucci

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    1. Estimado Michele:
      El programa calcula la corriente CON NÚCLEO MAGNÉTICO. Puedes ver en la figura de arriba que la corriente se deforma y aparecen armónicos. Por lo tanto se está considerando núcleo ferromagnético.
      Si fuera SIN NÚCLEO MAGNÉTICO, aparecería una corriente senoidal sin armónicos.
      Saludos... Moisán

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