Freno por corrientes de foucault (ayuda)

[Arbolito]

bien siendo asi me pongo en esto y aprepararse porque en este tema si que voy a dar lata
un saludo y lo dicho a trabajar.

[Chaly29]

JAJAJA. bueno juanacho_ar, me alegra haber encontrado un tema en donde puedas aplicar tus conocimientos y darme un poco de lata  , espero estar al nivel 

Gracias.

Atte. CARLOS.

[GustavoT]

Muy buen proyecto, yo tiro otra idea

Otra forma de hacer un frenado sin rozamiento es usar un motor y que este devuelva energía a la red, yo hice ensayos con un motor de corriente continua y un puente de tiristores, anda joya y si controlar corriente--> tenes control de troqué. También podes hacer con un puente H si queres devolver la energia a una bateria.

Cualquier cosa.....

Gustavo Tasquer

[Chaly29]

Hola GustavoT, si eso ya lo había tenido en cuenta, pero como el uso que le daré al freno es en un banco de pruebas de motores debo tener un sistema que posea la menor masa posible en movimiento para que las pérdidas por inercia no sean relevantes.

Aperte de lo anterior en este caso en particular es necesario contrarrestar una potencia de asta 50HP lo que significan aproximadamente 37000W y como ya debes estar calculando conseguir un motor de corriente continua de ese tamaño no es nada sencillo ni económico, y en el caso de hacerlo con un motor asincrónico común me queda el gran problema de que toda esa energuia tendría que ser disipada por el rotor, y como este no tiene una buena refrigeración al cabo de solo un par de pruebas estaría a una temperatura muy alta que haría si no imposible muy peligroso continuar trabajando.

De todas maneras muchas gracias por el aporte, que sí es muy util para otras aplicaciones menores.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

[Modulay]

Siento desanimar,pero creo que el tema no es tan sencillo.
Sólo el intentar deducir la fuerza ejercida sobre una pequeña porción de disco ya lleva un cálculo de integrales y demás bastante considerable.
Por el camino que he tomado yo apenas he conseguido dar un pequeño paso y no estoy seguro de haberlo correctamente.
Chaly,de la paginilla que sacaste el diagrama se pueden sacar un par de cosas.Sin dibujos es algo complicado de ver pero intentaré ser lo mas ilustrativo posible:
Supongamos que de nuestro disco vamos a tomar una porción.Esta porción tiene forma de quesito "el caserío",pero de un ángulo infinitamente pequeño,tan pequeño que nuestra porción de disco es practicamente una línea.
Ahora bien,a su vez,de esa línea conductora vamos a tomar una porción también muy muy pequeña,por lo que nos queda un simple punto,una superficie infinitamente pequeña a la que llamaremos dr.
Para calcular dF,la fuerza ejercida sobre los portadores de carga de nuestra pequeñísima porción de disco (dicha fuerza provocará la corriente parásita,no la de frenado) usamos:

dF = dq * v * B

dq es la cantidad de carga presente en dr
v es la velocidad tangencial de dr
B es el campo magnético,suponiéndolo uniforme

dq lo podemos sustituir,si no me equivoco,por p*dr, siendo p la densidad lineal de carga del material(aluminio en este caso)

dF = p* v * B * dr

Sustituímos v en función de la velocidad angular (v = w*r):

dF = p * w * B * r * dr

Con esto ya podemos calcular la fuerza causante de la corriente inducida sobre todo el quesito:

F = p*w*B*integral(r*dr)(entre 0 y R)

R es el radio del disco.Así que nos queda:

F = p*w*B*(R^2)/2

A partir de esto,faltaría calcular dicha corriente,que supongo irá en función de la conductividad del material (un simple coeficiente) y la fuerza que hemos calculado.
Una vez hecho eso,creo que ya se podría abordar el cálculo de la fuerza ejercida sobre el disco mediante otra integral,y a partir de ahí deducir la potencia en función de B.
No sé si he sido todo lo riguroso que debiera con los cálculos,pero sí creo que el camino a seguir debe ser éste.

[Chaly29]

Muchas gracias Modulay, el tema es como tu dices "nada sencillo" hay muchas variable a usar aparte de que los flujos no son uniformes, pero acordate que lo que pretendo es solo una aproximación y no la exactitud total, en otra respuesta comento que un error del 10% (ejemplo) no me afectaría en gran medida y sí en base a mis limitados conocimientos creo que por ese lado que nos explicas va el tema.

Si no es molestia me gustaría si me podes definir que son las variables (y correjir si las que supuestamente sé):

dF = fuerza sobre los portadores
dq = carga en los portadores
B  = densidad del flujo del campo magnético
p  = densidad lineal de carga del material
dr =  ?
w  =  ?
R   = radio

Y si, la intensidad de las corrientes parasitas va en función de la resistividad del material a usar.
Como ya te comente prefiero cambiar la riguricidad en los cálculos en base a una perdida de exactitud, pero que dichos cálculos me ayuden a reducir el trabajo experimental.

Muchas gracias por tu ayuda.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

[Arbolito]

Buenas

B: es el campo magnetico,se esta suponiendo que es constante por lo que no varia o sea en cualquier punto vale lo mismo.

dr :es el diferencial de radio o pocicion.Imaginate una varilla ,la partis al medio luego una de las mitades la volves a partir si realizaras el mismo proceso muchisimas veces tendrias un trozito de la varilla muy pequeño.Bueno el dr es ese trocito de varilla que por supuesto lo podes aser tan pequeño como quiera.

w: es la velocidad angular

Lo expuesto por modulay es muy correcto ,pero tengo algunas dudas.
A ver:

Por lo que yo entiendo lo que queres realizar es algo parecido (salvando las diferencias)al freno de los trenes electricos.

La fuerza de la que abla Modulay es la fuerza magnetica que se manifiesta una varilla sometida a un campo magnetico.
entonces :

                        F=I.LxB

Donde por la ley de lenz se puede determinar la direccion de la corriente inducida.
Esta corriente deve experimentar una fuerza magnetica que se opone a la rotacion del disco con lo que esa fuerza la que nos mostro modulay seria la que frena el disco.

por otro lado no veo (ni creo ) que estes aciendo circular una corriente por el disco o el eje por lo que esta corriente,la que experimenta una fuerza magnetica no podria ser otra que las corrientes parasitas.

por otro lado cuando tenes un conductor moviendose en un campo magnetico aparece tambien lo que se llama una fem fuerza electromotriz,y conociendo esta,la fem, podes calcular la corriente inducida

                                I=fem/R        donde R es la resistencia de tu material.

El lunes voy a confirmar un par de cosas y tratare de exponerlo todo completo paso a paso para que puedas entender de donde salen estas cosas de las que ablo y de las que abla modulay .
Y otra cosa que me avia olvidado de decirte es que si nesecitas realizar alguna experimentacion de magnetismo para confirmar algo yo las puedo realizar aca en el laboratorio de fisica.(obviamente si te queres venir no hay problemas ,pero no creo que te sea practico venirte desde alla  pero bueno si de casualidad en algun momento andas por aca la propuesta esta echa solo me avisas el horario y ya 9
Bueno espero no aberte mareado ,no soy el mejar para explicar,pero sies asi el lunes te dejo todo mas prolijo.
un saludo juan

[Modulay]

A donde yo he llegado con lo que expuse es al cálculo de las corrientes inducidas(que circularán desde los bordes del disco hacia el centro).
El campo magnético,además de provocar la aparicion de dichas corrientes,ejercerá una fuerza sobre ellas en sentido contrario al giro del disco,eso es lo que provocará el frenado.
El sentido que tiene usar terminos como dF o dr es lo que comenta juanacho.
Se trata de porciones infinitamente pequeñas,las cuales sumaremos para obtener un total mediante el cálculo de la integral.El haber supuesto el campo B uniforme introducirá un error,claro,pero si no lo hacemos así,los cálculos se complicarían aún mas.
Los portadores son los portadores de carga(electrones-,huecos+) los cuales son susceptibles de ser empujados por el campo magnético para hacer aparecer las corrientes.
No tengo muy claro si es correcto usar el coeficiente de densidad de carga,ya que no tenemos un disco cargado eléctricamente...quizá se debiera usar algún coeficiente que indique la concentración en un determinado espacio de estos portadores de carga.
Hasta donde hemos llegado,faltaría sacar el valor de estas corrientes en función de la fuerza que hemos calculado,la conductividad o resistividad del material y B.
Una vez llegados ahí,calcular la potencia para despejar B podría ser lo más "sencillo".
No nos vendría mal la ayudita de alguien entendido en estas cosas.

[Chaly29]

Hola juanacho_ar, gracias por la oferta de poder usar el laboratorio para las experiencias que sean necesarias, que llegado el caso si fuera estricto contar con un laboratorio no habria inconvenientes por el viaje

Estate seguro que esperare las explicaciones que tengas para darme despues de consultar con tus colegas.

Los trenes eléctricos usan un motor para realizar el frenado, para ser mas exactos usan el mismo motor que para la tracción y este al posees la capacidad de invertirse segun el operario lo indique actua tanto de freno como de motor.
Lo que yo deseo realizar es solamente un freno (no motor) este freno se acopla por medio de una transmición adecuada al motor, el motor una ves en marcha hacer que gire el freno, entonces en base a la posición del acelerador del motor y a la fuerza que imprime el freno, se genera una fuerza que seria el PAR MOTOR, en base a ese par y a las RPM se calcula la potencia que entrega el motor en determinado momento, entonces luego de realizada la cantidad necesarias de pruebas, se grafica (ya en la PC) las curvas del torque y de lapotencia del motor que a sido probado.

Espero que esta corta explicación sea de utilidad para que entiendas el concepto de lo que deseo hacer, si tienes más dudas con gusto las respondere.

Modulay, si bien lo que explicas en el ultimo post parece sencillo mi idea es que no lo es, en unas de esas es por mi falta de conocimiento, pero creo que justo en esta parte que explicas es donde entra la mayor cantidad de variable ¿O estoy equivocado?

Gracias a ambos por su paciencia y aporte.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

[Modulay]

Sé que no es sencillo,Carlos.
Sólo el concepto de integral ya es bastante jodido de asimilar.
Buscaré por ahí a ver si doy con la pieza que nos falta para seguir haciendo cuentas

[Arbolito]

Bien ahora si me queda bien claro lo que queres realizar.

Bueno aca dejo como realizar el calculo de la fem que nesecitaras para calcular la corriente inducida ,que es la que nesecitas para el calculo de la fuerza,la que sera nesesaria para el calculo de la potencia,con la que calcularas el campo magnetico que nesecitas.
Lo que falta es el calculo de la bobina del electroiman que generara el campo magnetico.
Esto ultimo no te lo pase porque tengo unas dudas que me gustaria consultar y aun no e podido.
Ya diras como loves y si tenes alguna duda.
un saludo juan

[Chaly29]

Hola Juan, muchisimas gracias por el adjunto, me pondré a estudiarlo detenidamente, con respecto al calculo de las bobinas no hay problema, eso lo se hacer vastante bien. Ya veré si me queda alguna duda te molestare para preguntarte.

Muchas gracias, un saludo.

Atte. CARLOS.

[Arbolito]

Nada no es molestia para nada.
Si hay algua cosa que no se entienda o falta explicar algo nomas pregunta.
un saludo

[jfh900]

La explicación está clarisima, pero existe un pequeño punto oscuro y es en la formula final que es: l (ele minuscula)?

Un saludo.

[Chaly29]

Hola juanacho_ar, en realidad le explicación que me das es bien clara, pero yo soy muy cuadrado con el magnetismo 

Mirando la ultima formula:



Me quedan unas dudas

B            = intensidad del flujo magnético
6 * P * R = 6 por potencia y por el radio, esto esta claro
w2 * l4    = w se ue es la velocidad tangencial, pero la "l" no se que es

¿Estoy bien encaminado y le estoy pifiando en algo?

Gracias por la ayuda y tomarte tu tiempo, un saludo.

Atte. CARLOS.