III Examen Parcial Máquinas Eléctricas I (06/07/04)

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III Examen Parcial Máquinas Eléctricas I (06/07/04)
A una máquina de inducción se le realizan las siguientes pruebas:
Vacío
Cortocircuito
Vo = 416 V
Vcc = 170 V
Io = 38 A
Icc = 188 A
Po = 800 W
Pcc = 32000 W
Si la máquina opera a 60 Hz con un deslizamiento nominal del 3 % y posee 2 pares de polos
determine:
a) Circuito Equivalente
b) El rendimiento y factor de potencia en el punto nominal.
c) Par máximo.
d) Par de Arranque.
e) Velocidad Nominal y Par nominal.
f) Tensión de alimentación si se acciona una carga del 80 % de la nominal a una velocidad de 1740
r.p.m.
g) Velocidad para accionar una carga del 50 % de la de arranque con 90 % de de tensión nominal.
h) Diagrama de Circulo de la Máquina.
i) Deslizamiento, potencia de salida y par para una corriente de 1.5 veces la nominal en condición
motor y generador a partir del diagrama de circulo.
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Examen Parcial Máquinas Eléctricas II (04/11/04)
1. Una máquina sincrónica de polos salientes posee una resistencia de armadura de 0.02
en por unidad de sus propias bases, y una reactancia de eje directo de 0.8 y cuadratura
de 0.6 en por unidad. Si la máquina opera conectada a una barra infinita de tensión
1.0 en p.u.
a. Determine la fuerza electromotriz de la máquina si por los devanados de
armadura circula una corriente de 1.0 en por unidad con un factor de potencia
de -0.52.
b. Dibuje el diagrama fasorial de la máquina.
c. Si la máquina se encuentra en convención generador el punto de operación
corresponde a que condición de operación.
d. Este punto de operación en convención motor a que condición corresponde.
2. Una máquina sincrónica de polos salientes con resistencia de armadura despreciable y
con una reactancia de eje directo y cuadratura de 0.9 y 0.7 en por unidad de sus propia
base. Está conectada a una barra infinita de tensión 1.02 p.u. y con una fuerza
electromotriz de 1.4 en p.u., entrega una potencia al sistema de 0.756 en p.u.
Determine:
a. Potencia reactiva entregada por la máquina.
b. Corriente en la armadura de la máquina.
c. Ángulo de carga de la máquina sincrónica para este punto de operación.
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Examen Parcial Máquinas Eléctricas I (11/02/05)
1. Un motor de inducción trifásico de cuatro polos, conectado en estrella de 460 V (línea
a línea), 25 kW y 60 Hz, tiene los siguientes parámetros de circuito equivalente en
ohms por fase referidos al estator:
Re = 0.103
Rr = 0.225
Xe’ = 1.10
Xr’ = 1.13
Xer = 59.4
Las pérdidas totales por fricción y rozamiento con el aire se consideran constantes a
265 W, y las pérdidas en el pueden ser considerarse igual a 220 W. Con el motor
conectado directamente a una fuente de 460 V, calcule la velocidad, el par y la
potencia de salida en el eje y el factor de potencia y eficiencia con deslizamiento de 1,
2 y 3%. Para representar las pérdidas en el núcleo pude elegir una resistencia
conectada directamente a través de los terminales del motor o una resistencia Rc
conectada en paralelo con la reactancia estator rotor.
2. El circuito equivalente de un motor de inducción trifásico de 4 polos, conectado en
estrella, presenta los siguientes valores: R1=R2= 0.85 Ω; Xcc = 5Ω. Si la red tiene
una tensión de 380 V, 50 Hz, calcular:
a. Corriente de arranque y de plena carga, si el deslizamiento en este último
régimen es del 4 por 100.
b. Par de arranque y de plena carga.
c. Velocidad del motor cuando consume una corriente mitad de la de arranque y
par electromagnético desarrollado por l máquina en este instante.
Nota: Prescíndase de la rama paralelo del circuito equivalente.
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III Examen Parcial Máquinas Eléctricas (11-07-05)
1. Un motor de inducción trifásico funciona a casi 1198 rpm sin carga y a 1112 rpm a plena carga
cuando es abastecido por una fuente de 60 Hz.
a. Cuantos polos tiene el motor.
b. Cual es el porcentaje de deslizamiento a plena carga.
c. Cual es la frecuencia correspondiente a las corrientes del rotor.
d. Cual es la velocidad correspondiente del campo del rotor con respecto al rotor y con
respecto al estator.
2. Un motor de inducción trifásico de cuatro polos, conectado en estrella de 460 V (línea a línea),
25 kW y 60 Hz, tiene los siguientes parámetros de circuito equivalente en ohms por fase
referidos al estator:
R1 = 0.103
R2 = 0.225
X 1 = 1.10
X 2 = 1.13
X m = 59.4
Las pérdidas totales por fricción y rozamiento con el aire se consideran constantes a 265 W, y
las pérdidas en el núcleo pueden considerarse igual a 220 W. Con el motor conectado
directamente a una fuente de 460 V, calcule la velocidad, el par y la potencia de salida en el eje
y el factor de potencia y eficiencia con deslizamiento de 1, 2 y 3%. Para representar las pérdidas
en el núcleo puede elegir una resistencia conectada directamente a través de los terminales del
motor o una resistencia Rc conectada en paralelo con la reactancia de magnetización.
3. Un motor de inducción de jaula de ardilla trifásico, de seis polos, 25 kW, 230 V y conectado en
delta, tiene los siguientes parámetros en el circuito equivalente en ohms por fase:
R1 = 0.045
R2 = 0.054
X 1 = 0.29
X 2 = 0.28
X m = 9 .6
a. Calcule la corriente y el par eléctrico de arranque para este motor, que está conectado
directamente a una fuente de 230 V.
b. Para limitar la corriente de arranque, se propone conectar el devanado del estator en
estrella y luego cambiarlo a la conexión delta para operación nominal. Determine
cuales son los parámetros del circuito equivalente en ohms por fase con la conexión en
estrella. Con el motor conectado en estrella y funcionando directamente de una fuente
de 230 V, calcule la corriente y el par de arranque.
4. Dos motores de inducción de jaula de ardilla, trifásicos de seis polos, 50 kW, 440 V y 60 Hz,
tienen estatores idénticos. La resistencia en DC medida entre cualquiera de los terminales del
estator es de 0.204 Ω. Las pruebas con el rotor bloqueado a 60 Hz, producen los siguientes
resultados:
Motor
1
2
Tensión (línea a línea)
[V]
74.7
99.4
Corriente [A]
Potencia trifásica [kW]
72.9
72.9
4.40
11.6
Determine la relación del par de arranque interno desarrollado por el motor 2 al del motor 1 a) con
la misma corriente y b) Con la misma tensión. Haga suposiciones razonables.
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Examen Parcial Máquinas Eléctricas I (14/06/06)
1. Una máquina de inducción trifásica de tensión nominal línea a línea 208 V a 60 Hz, se le
realizan los siguientes ensayos de laboratorio:
Prueba
Tensión
Corriente
Potencia
Frecuencia
Vacío
208 V
22 A
150 W
60 Hz
Cortocircuito
24,6 V
64,5 A
2200 W
15 Hz
Determine:
a) Corriente Nominal del estator, Potencia de salida, Par nominal, Potencia aparente,
eficiencia, par máximo y velocidad mecánica si se conoce que el deslizamiento
nominal de la máquina es del 3 % y posee cuatro polos.
b) Tensión de alimentación y par para que la máquina durante del arranque consuma
1,5 veces la corriente nominal.
c) Velocidad mecánica para accionar un par resistente del 80 % del nominal a la
tensión de 208 V.
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Examen Parcial Máquinas Eléctricas I (14/06/06)
1. Una máquina de inducción trifásica de tensión nominal línea a línea 208 V a 60 Hz, se le
realizan los siguientes ensayos de laboratorio:
Prueba
Tensión
Corriente
Potencia
Frecuencia
Vacío
208 V
22 A
150 W
60 Hz
Cortocircuito
24,6 V
64,5 A
2200 W
15 Hz
Determine:
a) Corriente Nominal del estator, Potencia de salida, Par nominal, Potencia aparente,
eficiencia, par máximo y velocidad mecánica si se conoce que el deslizamiento
nominal de la máquina es del 3 % y posee cuatro polos.
b) Tensión de alimentación y par para que la máquina durante del arranque consuma
1,5 veces la corriente nominal.
c) Velocidad mecánica para accionar un par resistente del 80 % del nominal a la
tensión de 208 V.