Examen - Electrotécnica 2

Examen - Electrotécnica 2
IIE - Facultad de Ingenierı́a - Universidad de la República
18 de diciembre de 2012
Para aprobar el examen se requiere realizar correctamente un problema completo y el 60 % del teórico.
Los problemas y el teórico valen un tercio de los puntos totales del examen cada uno.
Problema 1
Una máquina de inducción (MI) mueve un generador de continua (MCC1) el cual a su vez, alimenta un motor
de continua (MCC2) que arrastra una carga mecánica. El sistema está alimentado por una fuente trifásica perfecta
de 660V, 50Hz. En la figura 1 se tiene un esquemático del conexionado.
Figura 1: Figura correspondiente al problema 1.
Se pide:
a) Dibujar el modelo eléctrico de todo el sistema señalando claramente los valores de los parámetros de las tres
máquinas.
b) El motor MCC2 desarrolla una potencia máxima de 34, 5kW en el eje para arrastrar la carga mecánica. En
estas condiciones se mide una corriente de 49, 5A a la entrada del motor. Determinar la velocidad de giro
del motor MCC2 si la corriente de excitación del mismo es 3A.
c) Verificar si alcanza la potencia del motor de inducción para funcionar en las condiciones anteriores y determinar el deslizamiento del mismo en estas condiciones. Utilizar el modelo de pequeño deslizamiento.
d) En las condiciones de la parte anterior (mismo g) hallar la corriente de excitación para la MCC1 y el
rendimiento general de todo el sistema.
Datos:
MI: Potencia en el eje 37, 5kW, tensión nominal 660V, frecuencia nominal 50Hz, 2 pares de polos.
• R1 = 0, 16Ω (estator en estrella)
• Ensayo rotor bloqueado: 60V, 37A, 1500W
• Ensayo de vacı́o: 660V, 4A, 200W
MCC1: excitación independiente; Potencia MCC1 40kW; R I = 0, 3Ω (resistencia inducido); E=150.i a 1500rpm.
MCC2: excitación independiente; Potencia MCC2 35kW; R I = 0, 4Ω; E=330.i a 1000rpm.
Se desprecian las pérdidas en la excitación de las máquinas de continua. Se desprecian pérdidas de fricción
y ventilación.
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Problema 2
Se dispone de dos transformadores trifásicos T1 y T2 de los cuales se desea analizar como se comportan al
conectarlos en paralelo.
T1 : 33/0,23kV, 50kVA, ucc = 8 %
T2 : 30/0,22kV, 75kVA, ucc = 10 %
Impedancia de vacı́o despreciable en ambos transformadores.
Se pide:
a) Calcular impedancia de cortocircuito, vista del lado secundario, para cada uno de los transformadores,
suponiendo que la parte real de dicha impedancia es despreciable.
b) Suponiendo que ambos transformadores tienen el mismo ı́ndice horario, se conectan en paralelo, alimentándose
por una fuente de potencia infinita de 30kV. Determinar la tensión en bornes secundarios del conjunto. Determinar en qué porcentaje de su corriente nominal queda cargado cada transformador debido a la corriente
de circulación.
c) En las condiciones de b) se conecta en el secundario del conjunto una impedancia en triangulo con Z f ase =
(0,9 + j0,9)Ω. Determinar la tensión en bornes de dicha impedancia.
d) Para las condiciones de c), determinar en que porcentaje de la corriente nominal queda cargado cada transformador.
Teórico
a) Se definen los parámetros de una maquina de corriente continua como: R I = 0, 6Ω (resistencia inducido),
ri = 45Ω (resistencia inductor) y E es lineal hasta el punto (E/n,i) = (200/1000, 1). Se pide determinar la
expresión del par motriz en función de las rpm C (n) y gráfico de la misma. Indicar los volares numéricos en
los puntos de corte con los ejes del gráfico.
b) Indicar todos los voltajes que se pueden obtener a partir de una fuente de 100V con un transformador de
100 vueltas en el primario y 25 vueltas en el secundario.
c) Un motor de inducción tiene 6 bornes de conexión. Se pide indicar:
1) Como se procede para identificar si es jaula de ardilla o rotor bobinado.
2) En el caso de ser jaula de ardilla como se procede para identificar la conexión correcta de los bornes.
d) Se dispone de 3 transformadores monofásicos de relación 1 : 1. Indicar todos los voltajes trifásicos que es
posible obtener a partir de una fuente trifásica de 400V.
e) Indicar que procedimiento realizar para determinar las perdidas mecánicas de un motor de inducción.
Suponer que las mismas no varı́an entre el vacı́o y potencia nominal y que no se conocen los valores del
modelo de MI.
f) Indicar modelo y caracterı́stica C ( g) del motor de inducción doble jaula.
Nota: las preguntas b) y d) solo tienen puntos con la respuesta completa.
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