¿Cuáles son los roles del entrehierro / flujo de entrehierro en un motor eléctrico?

La fuente principal de factor de baja potencia en el que opera el motor de inducción es el entrehierro entre el estator y el rotor.

El entrehierro es una parte no magnética de un circuito magnético. Por lo general, está conectado magnéticamente en serie con el resto del circuito, de modo que una parte sustancial del flujo magnético fluye a través del espacio.

Dependiendo de la aplicación, el espacio de aire puede llenarse con un material no magnético como gas, agua, vacío, plástico, madera, etc., y no necesariamente solo con aire.

Debido al aumento de la renuencia de un espacio de aire, el flujo se extiende al medio circundante causando el efecto de franja del flujo. Generalmente es un fenómeno no deseado que generalmente aumenta la proximidad y la pérdida de corriente parásita en los conductores ubicados en las proximidades del entrehierro.

El espacio de aire puede tomar diferentes formas, formas y tamaños dependiendo del tipo de circuito magnético y su forma. En algunos circuitos, podría ser en realidad una parte integral que garantiza el correcto funcionamiento del dispositivo, pero en otros casos debería ser lo más pequeño posible. Dichos requisitos estarán determinados por el principio operativo, el rendimiento, el tamaño, la eficiencia y muchos otros factores tecnológicos.

En la máquina rotativa, el entrehierro generalmente no es deseado pero inevitable debido a la necesidad de movimiento físico requerido entre el estator y el rotor. El espacio de aire práctico más pequeño para máquinas industriales es de alrededor de 0.2 mm.

En los motores de inducción, el EMF inducido en el devanado del rotor es EMF inducido mutuamente. El motor de inducción puede tratarse como un transformador giratorio, ya que el EMF inducido en el rotor es por inducción mutua. Si el espacio de aire es mayor, el flujo de fuga será mayor y el Mutual Flux se reduce, reduciendo Rotor Emf, Current y Torque.

En la máquina síncrona, el flujo magnético se configura por separado mediante el devanado de campo. La fem inducida en el devanado de armadura del estator no es por inducción mutua, es una fem inducida dinámicamente debido al movimiento relativo entre el campo y los conductores. , Particularmente para Máquinas de poste salientes, en la región entre los polos. La brecha de aire será mucho más.

En el relé, el entrehierro suele ser una parte integral, ya que facilita el movimiento entre las partes fijas (p. Ej., Bobinado y núcleo magnético) y la armadura activa, que acciona mecánicamente los principales contactos eléctricos para conectarse o desconectarse.

En el transformador clásico, generalmente se evita el espacio de aire. El papel del transformador es entregar la energía desde el devanado primario al devanado secundario instantáneamente, sin la necesidad de almacenamiento de energía.

El espacio de aire es una de las principales preocupaciones para el diseño de cualquier tipo de motor eléctrico. El funcionamiento eficiente de los dispositivos electromagnéticos requiere que el circuito magnético contenga materiales (como el hierro) que ofrezcan una baja resistencia al paso del flujo magnético. Eso minimiza la cantidad de energía eléctrica necesaria para crear el campo magnético.

Sin embargo, los espacios en el circuito magnético son normalmente inevitables. Contienen aire. Debido a que ofrece una alta resistencia al flujo magnético, tales espacios requieren aumentos indeseables en la corriente de magnetización y la pérdida eléctrica asociada.

Esto es particularmente cierto en motores y generadores. El espacio de aire necesario para separar el rotor giratorio del estator debe ser lo más pequeño posible para reducir el requisito de potencia de magnetización, pero lo suficientemente grande como para evitar el contacto entre los dos a pesar de las tolerancias de fabricación en sus dimensiones, o el movimiento resultante de la desviación mecánica y la flojedad en Rodamientos de apoyo.

Existen pocas pautas de diseño para seleccionar el tamaño de espacio de aire más adecuado para cualquier máquina rotativa. Para motores de inducción, en potencias de 3/4 a 750 kilovatios, los valores prácticos de 0.2 a 5 mm son típicos; cuanto mayor es la velocidad del motor, mayor es la brecha. Un cálculo empírico común implica la velocidad periférica del rotor, la longitud de la pila del núcleo y el diámetro del rotor. Aunque aumentar el espacio de aire aumentará la corriente de magnetización, también tenderá a disminuir la pérdida de carga perdida.

En cualquier caso, el espacio debe ser lo suficientemente grande como para garantizar que la excentricidad del rotor con respecto al estator no haga que la rigidez del eje se supere mediante un tirón magnético desequilibrado, lo que podría permitir que el rotor golpee el estator.

Cualquiera que sea el espacio utilizado, debe ser uniforme. Un espacio no uniforme provoca un aumento del ruido y la vibración. La variación se limita comúnmente a más o menos 10 por ciento del valor promedio.

En máquinas síncronas y de CC, dos campos separados interactúan en el entrehierro. El campo de CA creado por la armadura (estacionaria en la máquina síncrona, girando en la máquina de CC) distorsiona el suministrado por el campo de CC, reduciendo su efectividad y degradando el rendimiento de la máquina. Aumentar el espacio de aire disminuye el efecto de esa “reacción de armadura”. Por lo tanto, estas máquinas tendrán espacios de aire varias veces más grandes que los de los motores de inducción.

Déjame ponerlo de manera simple!
No solo es importante ver que el rotor no roza con el estator, sino que también aquí hay una gran necesidad de ocuparse de las consideraciones de diseño mecánico y eléctrico, el espacio de aire decidirá el factor de potencia, si a mayor espacio de aire se extrae más corriente del suministro a magnetice el núcleo que con menos espacio de aire.

Uno de los requisitos principales para la conversión de energía de mecánica a eléctrica o viceversa es la presencia de un campo magnético en un medio donde es posible un movimiento relativo entre lo que llamamos estator y rotor. El medio utilizado es el espacio libre llamado aquí como espacio de aire. Existen procedimientos de diseño estándar para obtener la longitud del espacio de aire y la cantidad de flujo de espacio de aire dependiendo de la ‘carga magnética’ requerida.

El espacio de aire generalmente no es uniforme y las zapatas están diseñadas para tener una distribución de flujo de espacio casi sinusoidal.

Excepto el alternador de polo sobresaliente y el espacio de aire del motor de reluctancia sirven para un único propósito: alimentar el flujo magnético al rotor sin fricción.

Se mantiene un espacio de aire uniforme donde es necesario un flujo sinusoidal (en el caso de un motor de inducción y un alternador no saliente).

Para motor de reluctancia Motor de renuencia

El espacio de aire se puede utilizar en el arranque de un motor de inducción monofásico mediante el arranque de reluctancia variable. En este caso, la ranura del estator no es uniforme y una parte de la ranura está recortada, lo que crea un efecto inductivo por espacio de aire.

La función principal del entrehierro es evitar que el rotor roce el estator.

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