Análisis de sistemas electromagnéticos en sistemas ingenieriles entrega final reto

[pic 1]                 F1017B - Análisis de sistemas electromagnéticos en sistemas ingenieriles 

INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY

ANÁLISIS DE SISTEMAS ELECTROMAGNÉTICOS EN SISTEMAS INGENIERILES ENTREGA FINAL RETO

José Carlos Álvarez López A01625243

Miriam Consejo Camarasa A01620423

   Mauricio Iván Eudave Estrada A01620440

Irene Plascencia Villalobos A01625258

Philip Werner Seibold A01625310

PRODUCTOS ENTREGABLES PARA EL RETO

La documentación requerida para la entrega final del reto es la siguiente:

1. Marco teórico:

o Motores lineales en general.

• Principios de operación.

El principio funcional de los motores lineales se deriva del principio de los motores rotatorios. A diferencia que, en los accionamientos rotativos, la parte activa que es suministrada con una corriente se mueve en un motor lineal, mientras que la parte eléctricamente pasiva se mantiene en un estado de inactividad. En este caso, “eléctricamente pasivo” significa que el campo magnético se produce normalmente por imanes permanentes que pueden disponerse en cualquier orden. Las fuerzas reactivas tienen que ser absorbidas por la base de la máquina o el sistema. Mientras que los motores rotativos requieren elementos de transmisión como cintas, cadenas, o similares para sacar de un movimiento rotatorio un movimiento de traslación indirectamente, los accionamientos lineales permiten que se implementan directamente un movimiento y fuerzas de avance. Por lo tanto, nos referimos a los motores lineales como accionamientos directos.

• Tipos de motores. Motor de inducción  

Motor sincrónico  

Motor Homopolar

• Ejemplos detallados de aplicación.

Algunas de sus aplicaciones más significativas son el transporte de materia prima dentro de las fábricas dado que estos motores pueden alcanzar velocidades de transporte de hasta 7.3m/s, lo que los vuelve ideales para dicha labor. Además, esta tecnología también se utiliza en los trenes de alta velocidad, que los vuelve un medio de transporte bastante veloz y eficiente. Entre otros campos de aplicación, podemos encontrar:  

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• Automotriz
• Carpintería
• Robótica
• Mecatrónica
• Electrónica
• Farmacéutica
• Agricultura

▪ Ventajas y desventajas sobre otro tipo de motores.

Ventajas

• Posicionamiento libre
• Velocidad alta
• Aceleración alta
• Fuerza programable
• Generar fuerza con poca velocidad
• Movimientos monitorizados
• Sincronización de movimientos
• Bajo costo de mantenimiento
• Larga vida de servicio
• Bajos costos energéticos

Desventajas

• Baja energía de salida
• Eficiencia reducida
• Baja Fuerza de empuje

o Implementación modelada:

• Descripción de operación detallada.

Los motores lineales son idénticos a los motores rotativos, sólo que en lugar de ser circulares están “desenrollados”, por lo que son largos. Por esto mismo, en lugar de tener un rotor tienen un riel que le permite generar el movimiento lineal directamente sin ningún tipo de convertidor o transmisión; esto reduce la pérdida de energía, razón que lo vuelve altamente eficiente contra otras alternativas. Cómo lo habíamos mencionado, al carecer de muchas piezas mecánicas se reduce considerablemente el gasto o necesidad de mantenimientos, cosa que los vuelve muy confiables.

• Leyes físicas, eléctricas y magnéticas bajo las cuales opera el motor lineal analizado. Cómo fundamento principal para el funcionamiento de este tipo de motores eléctricos encontramos la repulsión que ejercen los polos magnéticos entre sí, que se encuentran dentro del motor.  Esta interacción magnética sucede entre imanes permanentes y electroimanes, que gracias a la ley de Lorentz podemos comprender. Esta ley nos indica que la fuerza que genera el motor será proporcional a la corriente eléctrica y campo magnético que se le aplique.

• Componentes principales.

• Motor primario, deslizador, parte móvil, planeador o vástago. - Se trata de una bobina a la

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cual se le suministra una corriente para generar un campo magnético gracias al movimiento de las cargas en el conductor.

• Motor secundario, pista de imanes, camino magnético o estator. - Es el riel que sigue el motor primario, está conformado por imanes permanentes.
• Fuente para generar la corriente que se suministrará al motor primario.

        ▪         Diferencias con un motor lineal industrial.

Finalmente, la diferencia entre un motor lineal convencional y uno industrial está en el torque, capacidad de carga y la velocidad con la que pueden desplazar o generar el movimiento lineal. Además, los motores lineales para uso industrial generalmente tienen una longitud mucho mayor a los convencionales, para poder abarcar toda la línea de ensamble; cuentan con mayor velocidad de desplazamiento pudiendo alcanzar los 10m/s.

10 PUNTOS

2. Visualización del campo magnético del imán:

o Código documentado que permite importar los datos de mediciones experimentales al espacio de trabajo de Matlab y visualizar los datos en el plano XYZ.

magz=importfile("bz_g6")

magz = 21×25

         0    0.0010    0.0020    0.0040    0.0050    0.0050    0.0050    0.0050[pic 2]

    0.0010    0.0010    0.0030    0.0060    0.0070    0.0080    0.0080    0.0080     0.0010    0.0020    0.0050    0.0100    0.0130    0.0140    0.0140    0.0140     0.0020    0.0050    0.0100    0.0190    0.0250    0.0270    0.0280    0.0290     0.0060    0.0120    0.0260    0.0480    0.0620    0.0680    0.0700    0.0710     0.0180    0.0360    0.0810    0.1500    0.1940    0.2110    0.2190    0.2220     0.0350    0.0720    0.1610    0.2980    0.3840    0.4190    0.4330    0.4400     0.0410    0.0840    0.1900    0.3510    0.4530    0.4940    0.5110    0.5190     0.0430    0.0880    0.1980    0.3660    0.4720    0.5150    0.5330    0.5420

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