Torque de reluctancia

O torque de reluctancia, tamén coñecido como torque de alineación, é un fenómeno experimentado por obxectos ferromagnéticos cando se colocan dentro dun campo magnético externo. Este torque actúa para alinear o obxecto ferromagnético na dirección do campo magnético externo. Cando está exposto a un campo magnético externo, o obxecto ferromagnético xera un campo magnético interno en resposta. A interacción entre este campo magnético interno inducido e o campo magnético externo dá lugar ao torque de reluctancia, forzando ao obxecto a reorientarse ata que estea óptimamente alineado cos liñas do campo magnético externo. Esta alineación ocorre xa que o sistema busca minimizar a reluctancia magnética, que é unha medida da oposición ao establecemento dun fluxo magnético dentro do obxecto.

O torque xurde da interacción entre os dous campos magnéticos, causando que o obxecto gire arredor dun eixe alineado coa dirección do campo magnético. Este torque actúa sobre o obxecto, forzándoo a reposicionarse dun xeito que minimize a reluctancia magnética, facilitando así o camiño máis suave para o fluxo magnético fluir.

Este torque tamén chámase torque de saliencia, xa que a súa xeración atribúese directamente ás características de saliencia da máquina. A saliencia, que fai referencia á asimetría xeométrica e magnética dentro da máquina, crea variacións na reluctancia magnética que impulsan a produción deste torque.

Os motores de reluctancia dependen fundamentalmente do torque de reluctancia para o seu funcionamento. A funcionalidade do motor basease na interacción continua e realinhamento dos campos magnéticos, habilitados por este torque, para producir movemento rotatorio. A magnitude do torque de reluctancia pode calcularse usando unha fórmula específica, que ten en conta diversos parámetros como as intensidades dos campos magnéticos, a xeometría da máquina e as propiedades dos materiais, proporcionando unha medida cuantitativa crucial para o deseño, análise e optimización de máquinas eléctricas baseadas en reluctancia.

No contexto dos cálculos de torque de reluctancia, úsanse as seguintes notacións:

• Trel representa o valor medio do torque de reluctancia.

• V denota a tensión aplicada, que xoga un papel crucial na activación do motor e na influencia das interaccións dos campos magnéticos.

• f significa a frecuencia de liña, determinando a taxa na que cambian os campos magnéticos e, polo tanto, afectando o proceso de xeración de torque.

• δrel é o ángulo de torque, medido en graos eléctricos. Este ángulo indica a diferenza de fase entre os campos magnéticos do estator e do rotor e é un factor clave no cálculo da magnitude do torque de reluctancia.

• K é a constante do motor, un parámetro específico do motor que engloba diversas características relacionadas co deseño, como a xeometría do circuito magnético e as propiedades dos materiais.

O torque de reluctancia xérase predominantemente dentro dos motores de reluctancia. O principio fundamental detrás da súa xeración nestes motores basease na variación da reluctancia magnética. Cando o rotor move dentro do campo magnético do estator, os cambios na lonxitude da fenda de aire e na xeometría do percorrido magnético causan fluctuacións na reluctancia. Estas variacións, por sua vez, dan lugar ao torque de reluctancia, que impulsa a rotación do motor.

O límite de estabilidade dos motores de reluctancia, en relación co ángulo de torque, xeralmente rango desde +δ/4 a -δ/4. Operar dentro deste rango angular asegura que o motor mantenga un funcionamento estable, evitando problemas como bloqueos ou comportamentos erráticos.

En termos de construción, o estator dun motor de reluctancia asímilase estreitamente ao dun motor de indución monofásico, con devandos deseñados para crear un campo magnético rotativo. Por outro lado, o rotor é comúnmente do tipo jaula de esquilo. Este simple pero eficaz deseño de rotor, combinado coas características magnéticas únicas do estator, permite a xeración e utilización eficiente do torque de reluctancia, facendo que os motores de reluctancia sexan adecuados para unha variedade de aplicacións onde a eficiencia de custos e o funcionamento fiábel son requisitos clave.