Diseño de una Máquina Eléctrica Estática

Un saludo a la comunidad de Steemit; hace un tiempo estuve realizando unos estudios y aplicaciones del Campo Magnético inducido en una Máquina Eléctrica Estática(M.E.E). Una máquina eléctrica estática es aquella que no cuenta con componentes que le den movimiento o dinamismo, de esta forma, un Motor (Máquina Rotativa) no podría ser una M.E.E, ya que cuenta con un Rotor el cual consta de dinamismo para la conversión de Energía Eléctrica a Energía Mecánica (Da movimiento a una máquina). Podemos citar como ejemplos de Máquinas Eléctricas Estáticas a los transformadores y sus distintos tipos.
Si desea entender un poco más sobre las diferencias de la electricidad Estática y Dinámica, puede acceder a ElectriCasas.com.

Para nuestro estudio, diseñaremos y analizaremos un Circuito Magnético, donde observaremos y explicaremos la fluidez del Campo Magnético (E), la dirección de las Líneas de Fuerza (B) y los puntos de concentración. Fenómenos que repercuten a través de los cambios en el Campo, que surgen al variar magnitudes como la Corriente o el Ángulo de flujo.

Datos:
Dimensiones de la Máquina
μx = 3390 μy = 3390 (Del núcleo)
Profundidad: 15 milímetros
Entrehierro: 1milímetro

Imagen realizada con el programa FEMM y editada en Paint por el usuario @chris94 en base a un Transformador Real y con dimensiones sujetas a cambios

Para despejar sus dudas y apreciar el modelo real en el cual me basé; pueden acceder al siguiente enlace: Universidad de Vigo.

Paso 1

Una vez realizado el esquema del circuito magnético, procedemos a definir las características básicas del problema.
Agregamos el Tipo de Problema(Planar), la longitud en milímetros, trabajando con una frecuencia 0 y a una profundidad de 15mm.

Video editado con la aplicación Inshot y subido a mi Canal de Youtube

Paso 2

Agregamos los materiales:
El aire que encerrará a nuestro medio de trabajo, el tipo de cable representado por el bobinado de 18AWG para que pueda soportar la corriente de 8.2 A y el núcleo que se encargará de conducir el Flujo Magnético.

Video editado con la aplicación Inshot y subido a mi Canal de Youtube

Paso 3

Empezamos a nombrar los materiales para cada porción del Esquema Magnético.
Primero agregamos la corriente de 8.2 amperios circulando por la bobina, luego agregamos el espacio de Aire, de manera seguida empezamos a nombrar cada área que representa a cierto material, recalcando una bobina de 2000 espiras.

Video editado con la aplicación Inshot y subido a mi Canal de Youtube

Paso 4

Una vez teniendo todos los datos, visualizamos la malla de nodos y hacemos los cálculos correspondientes para observar e interpretar el Flujo Magnético.

Video editado con la aplicación Inshot y subido a mi Canal de Youtube

Imagen extraída de la simulación final que realicé con el programa FEMM

El resultado final es un Circuito representado por áreas, dónde los colores nos simbolizan la acumulación del Flujo en cada una de ellas. Como podemos notar, el aire solo es un medio para definir un espacio de trabajo, siendo nulo el flujo en él; concentrándose así la mayor cantidad de flujo en el Núcleo.
El entrehierro genera la dispersión, mientras mayor sea el entrehierro habrá mayor dispersión de las ondas visualizadas en sus extremos.

Imagen extraída de la simulación del entrehierro que realicé con el programa FEMM

En un siguiente post realizaré el análisis y conclusión de los resultados obtenidos, variando algunas magnitudes y centrándome en ciertos puntos del Circuito Magnético. Esto a fin de dar pautas para realizar un mejor diseño … hasta otra oportunidad y gracias por leer.