Problema 1 - U

TAREA 3. EL 4001 CONVERSION DE LA ENERGÍA Y SISTEMAS
ELECTRICOS
Depto. Ingeniería Eléctrica- Universidad de Chile
Prof.
Prof. Aux.
Ayudantes
Luis Vargas
Eduardo Zamora
Alejandro Abarzua
Piero Izquierdo
Fecha de entrega:
A la entrada del C3 del 18 de junio de 2010
P1. Considere un motor de anillos deslizantes de 140 kW, 380 V, 50 Hz y 1455 rpm, el
cual se emplea para acelerar una carga de torque constante, igual al torque nominal. Esta
carga tiene un momento de inercia de 20 kgxm2. Los parámetros del circuito equivalente
son:
R1=0,0147 ; X1=0,0876 ; R2=0,0158 ; X2= 0,0468 , Xm=2,555 
Se sabe que la tensión entre dos fases del rotor, cuando las escobillas de los anillos están
levantadas, es de 300 V. Asimismo, se sabe que las pérdidas mecánicas de roce
ascienden a 5 kW y que el momento de inercia del propio motor es de 2.5 kgxm2. Se
pide:
a) Estimar la magnitud del reóstato de partida, que se debe usar en serie con las
bobinas del rotor, para mantener la corriente de partida en el rango 1,2 y 2, 5
veces la corriente de plena carga.
b) Valor de la resistencia que debería haberse insertado para obtener el valor del
torque máximo en el momento del arranque (partida).
P2. Un motor de inducción trifásico, conectado en estrella, de 220 V, 6 polos, 50 Hz y 2,2
kW (potencia útil en condiciones nominales), tiene los siguientes parámetros del circuito
equivalente en ohmios por fase:
R1=0, 7 ; X1=0,6 ; R2  0,3 ; X 2  0,6 , Xm=30 
Si las pérdidas mecánicas se suponen constantes e iguales a 700W, se pide:
a) Calcular en condiciones de plena carga la velocidad de giro, el factor de
potencia, rendimiento y potencia consumida por el motor.
b) Determinar el torque máximo que es capaz de desarrollar la máquina y el
deslizamiento al que se produce.
c) Se quiere reducir la corriente de partida del motor en al menos un 25%. Para ello
se dispone de un transformador trifásico ideal de relación de transformación
220/130 V. Si la partida del motor se realiza empleando este transformador, ¿se
consigue el objetivo buscado? ¿Cuál es el % de reducción de la corriente de
partida?
d) Para el caso anterior (punto c), se pide calcular el % de reducción del torque de
partida.
P3. Un motor asíncrono trifásico conectado en estrella de 380 V, 50 Hz y 4 polos, ha
dado los siguientes resultados en unos ensayos:
Ensayo de Vacío: 380 V, 3,2 A, 710 W,
Ensayo de Cortocircuito: 100 V, 20 A, 1250 W.
La resistencia de fase del enrollado primario o del estator es igual a 0,6 Ω. Las pérdidas
mecánicas son 260 W y se consideran constantes.
Se pide:
a) La resistencia de pérdidas en el hierro, Rp y la reactancia de magnetización, Xm.
b) La resistencia y la reactancia de cortocircuito.
c) Si ahora el motor, alimentado a tensión nominal, trabaja con un deslizamiento de
4,5% se pide determinar la corriente que está consumiendo el motor, su factor de
potencia y su rendimiento.
P4. Un generador síncrono trifásico de 6,6 kV, 12 MVA y 24 polos se conecta en Y y
tiene una impedancia síncrona de (0,02+j1.0) Ohms por fase. Se pide:
a) estimar el ángulo  en ángulos mecánicos si el generador entrega plena carga a
voltaje nominal con factor de potencia unitario.
b) Al generador se le han practicado las siguientes pruebas:
Prueba de Circuito abierto
E [V]
Corriente de
Campo I
[A]
1000
2000
3000
3500
4000
24
48
75
98
160
Prueba de cortocircuito
V=0, I=1050 A, Corriente de Campo I=27 [A].
Se pide estimar la reactancia síncrona de esta máquina (se puede despreciar la
resistencia de armadura).
NOTA: Asuma cualquier valor o parámetro que estime necesario para resolver los
problemas.