5.2. Balance de potencias. Rendimiento

  • Balance de potencias

Ya sabes que la potencia eléctrica viene determinada por la siguiente expresión:

Pero si la máquina que tenemos es polifásica ocurre que la fórmula de la potencia va a ser:

Donde va a ser el número de fases.

Ahora bien, en temas anteriores has estudiado que cualquier elemento conectado a la red eléctrica tiene unas pérdidas debidas al efecto Joule, estas pérdidas las vamos a denominar pérdidas en el cobre, así pues en el devanado estatórico tendremos que:

 



Donde es la corriente que circula por el estator y la resistencia del devanado estatórico.

Teniendo en cuenta estas pérdidas en el estator llegamos a que la potencia disponible para crear un campo magnético va a ser:

También tenemos que tener en cuenta las pérdidas en el núcleo de hierro debido a la histéresis y a las corrientes de Foucault, por lo tanto la potencia que atraviesa el entrehierro será:

Hasta ahora hemos visto las pérdidas en el estator y en el hierro, aun nos faltan por ver las pérdidas en el cobre del rotor debidas también al efecto Joule.

Por tanto la potencia mecánica en el rotor será:

Por último tenemos que añadir unas pérdidas que si bien no son originadas por la corriente o por el campo magnético también tienen que ser tenidas en cuenta, estas son las pérdidas mecánicas por rozamiento de las partes móviles de la máquina.

Una vez restadas todas las pérdidas de potencia vamos a llegar a la potencia útil, que será la que realmente vamos a aprovechar:

Con el siguiente esquema te quedará más claro el balance de potencias:

Balance de potencias

Imagen 8: Balance de potencias.

Elaboración propia creada con paint

 

  • Rendimiento

El rendimiento va a ser la relación entre la potencia útil y la potencia teórica que puede dar la máquina, así pues:

Icono de iDevice Ejemplo o ejercicio resuelto

Cuál será el rendimiento de un motor conectado a una tensión de 380 V y 50Hz de frecuencia que mueve un par resistente de 30 N*m a una velocidad de 1450 r.p.m. Si el factor de potencia es de 0,85 y la intensidad de línea que consume el motor es de 15 A.

Calcular:

Tienes que recordar de temas anteriores la relación existente entre el par y la velocidad del motor.