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Máquinas
y accionamientos
eléctricos
Máquinas
y accionamientos
eléctricos
Gloria Stefania Ciumbulea
Luis Guasch Pesquer
Máquinas y accionamientos eléctricos
© Gloria Stefania Ciumbulea, 2004
© Luis Guasch Pesquer, 2004
Reservados todos los derechos de publicación, reproducción, préstamo, alquiler o cualquier otra forma de
cesión del uso de este ejemplar de la presente edición en español, por
© MARCOMBO S.A. 2004
Gran Via de les Corts Catalanes, 594
08007 Barcelona
Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización escrita de los titulares del
"Copyright", bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproducción total
o parcial de esta obra por cualquier medio o procedimiento, comprendidos la
reprografía y el tratamiento informático, y la distribución de ejemplares de ella
mediante alquiler o préstamo públicos, así como la exportación e importación
de esos ejemplares para su distribución en venta, fuera del ámbito de la Unión
Europea.
Coordinador editorial:
Carles Parcerisas Civit
ISBN: 97884-267-1350 6
Impreso en España
Printed in Spain
PREFACIO:
Este libro se dirige a los estudiantes, y a todas las personas, que desean
evaluar su nivel de conocimiento en Máquinas y Accionamientos Eléctricos.
El libro es fruto de la actividad de cooperación científica y didáctica que se
desarrolla desde hace varios años entre la universidad Rovira i Virgili (URV)
de Tarragona y la universidad Politehnica de Bucarest (UPB) y se ha
finalizado durante la estancia de la Dra. Gloria Ciumbulea, como profesora
visitante, en el Departamento de Ingeniería Electrónica, Eléctrica y
Automática de la URV durante los meses de mayo y junio del año 2004.
Se ha estructurado el libro en siete capítulos: Máquinas Eléctricas:
constitución, placa de características y principio de funcionamiento;
Transformador; Aspectos generales de las máquinas eléctricas rotativas;
Máquina asíncrona; Máquina síncrona trifásica; Máquina de corriente
continua y Accionamientos eléctricos. Los primeros seis capítulos tienen 30
cuestiones cada uno y el séptimo, 50 cuestiones. Cada una de las
cuestiones tipo test, tiene 6 respuestas posibles, de las que solamente una
es correcta. Hay que destacar que ninguna de las cuestiones tiene más de
una, o bien ninguna, respuesta correcta.
Las cuestiones versan sobre: el principio de funcionamiento, modelo
matemático en régimen permanente, características de funcionamiento,
esquemas equivalentes, arranque, frenado, inversión de giro, regulación de
velocidad, y también aspectos prácticos relacionados con los ensayos de las
máquinas eléctricas rotativas y transformadores.
Este tipo de publicación, con cuestiones tipo test con respuestas múltiples,
es nuevo en el ámbito de las máquinas y los accionamientos eléctricos, y
pensamos que puede ser de ayuda a la hora de evaluar los conocimientos
adquiridos en esta temática, o bien como ejemplo para profesores que
consideren la posibilidad de evaluar a sus alumnos mediante pruebas de
estas características.
Las respuestas incorrectas se han preparado pensando en los posibles
errores que se pueden cometer al confundir los aspectos más significativos
de cada tipo de máquina eléctrica y en los errores más típicos que
comenten los alumnos.
Queremos mostrar nuestro agradecimiento a las siguientes personas e
instituciones:
o A D. Pedro Santibáñez, Dr. Aurelian Craciunascu, D. Romà Cuyàs, Dr.
Mihai Cistelecan, Dr. Neculai Galan y Dr. Vicent Lladonosa por sus
aportaciones y consejos en la elaboración de este libro.
o Al Dr. Josep Pallarés, director del Departamento de Ingeniería
Electrónica, Eléctrica y Automática de la URV, que facilitó, apoyó y
gestionó los trámites necesarios para que se pudiera realizar la
estancia de la Dra. Gloria Ciumbulea como profesora visitante en la
URV.
o A la Oficina de Relaciones Internacionales de la URV, que siempre ha
dado soporte al acuerdo bilateral, en el marco Sócrates Erasmus de la
Comunidad Europea, entre nuestras universidades, así como a las
demás acciones conjuntas de cooperación que hemos llevado a cabo.
ÍNDICE:
Cap. 1. Máquinas eléctricas: constitución,
catálogo, principio de funcionamiento
datos
de
1
Cap. 2. El transformador
19
Cap. 3. Aspectos generales de las máquinas eléctricas
rotativas
43
Cap. 4. Máquina asíncrona
65
Cap. 5. Máquina síncrona trifásica
89
Cap. 6. Máquina de corriente continua
111
Cap. 7. Accionamientos eléctricos
137
Respuestas correctas
169
Bibliografía
175
Capítulo 1: MÁQUINAS ELÉCTRICAS
1
CAPÍTULO 1
MAQUINAS ELÉCTRICAS:
CONSTITUCIÓN, DATOS de CATÁLOGO,
PRINCIPIO de FUNCIONAMIENTO
ME.1.
El devanado de excitación de una máquina síncrona puede ser:
a.
La máquina síncrona no tiene devanado de excitación
b. Distribuido alimentado por corriente continua
c.
Distribuido alimentado por corriente continua, en el caso de la máquina síncrona con polos lisos, o devanado concentrado alimentado por corriente alterna, en el caso de la máquina síncrona con polos salientes
d. Concentrado alimentado por corriente continua
e.
Concentrado alimentado por corriente alterna
f.
Distribuido alimentado por corriente continua, en el caso de la máquina síncrona con polos lisos, o devanado concentrado alimentado por corriente
continua en el caso de la máquina síncrona con polos salientes
ME.2.
¿Qué máquinas eléctricas tienen anillos rozantes y cuál es el número de anillos en cada caso?
a.
De corriente continua; 3 anillos
b. Asíncrona trifásica con el rotor en jaula de ardilla; 3 anillos
c.
Síncrona trifásica (de construcción normal); 2 anillos
Síncrona trifásica (de construcción normal); 2 anillos y máquina asíncrona
d. con el rotor en jaula de ardilla; 3 anillos
e.
Asíncrona trifásica con el rotor bobinado; 3 anillos y máquina síncrona trifásica (de construcción normal); 2 anillos
2
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
f.
Síncrona (de construcción normal); 3 anillos y máquina asíncrona con el
rotor bobinado; 3 anillos
ME.3.
Se conocen los siguientes datos de catálogo de una máquina eléctrica:
Pn = 450 kW; Un = 6000 V; nn = 590 r/min; Kn = 0,85; cos Mn = 0,76,
f1n = 50 Hz; Ur0 = 660 V; Ir = 414 A. ¿Qué tipo de máquina es?
a.
De corriente continua con excitación serie
b. Asíncrona trifásica con el rotor bobinado
c.
Asíncrona trifásica con el rotor bobinado o máquina síncrona trifásica
d. Síncrona trifásica con polos lisos
e.
Asíncrona trifásica con el rotor bobinado o máquina de corriente continua
con excitación derivación
f.
Síncrona trifásica
ME.4.
La tensión remanente, en condiciones nominales, de un generador de corriente continua con excitación independiente es:
a.
La tensión medida en los bornes del inducido cuando If = 0,1·In y n = nn
b. La tensión medida en los bornes del inducido cuando If = 0 y n = 0
c.
La tensión medida en los bornes del devanado de excitación cuando If = 0 y
n = nn
d. La tensión medida en los bornes del inducido cuando If = 0 y n = nn
e.
La tensión medida en los bornes del devanado de excitación cuando If = In y
n = nn
f.
La tensión medida en los bornes del inducido cuando If = Ifn y n = nn
ME.5.
El entrehierro de una máquina eléctrica puede ser (sin tener en cuenta la
presencia de las ranuras):
3
Capítulo 1: MÁQUINAS ELÉCTRICAS
a.
Constante en el caso de la máquina de corriente continua y de la máquina
asíncrona trifásica y variable en el caso de la máquina síncrona trifásica
Constante en el caso de la máquina asíncrona trifásica y de la máquina sín-
b. crona trifásica con polos salientes
c.
Variable en el caso de la máquina de corriente continua y de la máquina síncrona trifásica
Constante en el caso de la máquina asíncrona trifásica y de la máquina sín-
d. crona trifásica
e.
Variable en el caso de la máquina de corriente continua y de la máquina síncrona trifásica con polos salientes
f.
Variable en el caso de la máquina asíncrona trifásica y de la máquina de corriente continua
ME.6.
La velocidad máxima para la cual se puede construir una máquina síncrona
trifásica que funciona a la frecuencia de 60 Hz es:
a.
3000 r/min
c.
1500 r/min
e.
1800 r/min
b.
3600 r/min
d.
3660 r/min
f.
600 r/min
ME.7.
Se considera un motor eléctrico trifásico que tiene los siguientes datos de
catálogo: P = 32 kW; 400/690 V; nn = 720 r/min; cos Mn = 0,7; Kn = 0,92,
fn = 50 Hz.
7.1. La velocidad de sincronismo del campo giratorio es:
a.
700 r/min
c.
750 r/min
e.
1200 r/min
b.
1000 r/min
d.
1500 r/min
f.
600 r/min
7.2. El número de polos es:
a.
8
c.
5
e.
4
b.
2
d.
10
f.
3
4
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
7.3. El deslizamiento nominal es:
a.
4,16%
c.
4%
e.
16%
b.
52%
d.
28%
f.
2,7%
7.4. La frecuencia nominal de las magnitudes del rotor es:
a.
200 Hz
c.
2 Hz
e.
135 Hz
b.
2,08 Hz
d.
8 Hz
f.
208 Hz
7.5. La corriente nominal, por fase es:
a.
71,72 A
c.
38,10 A
e.
28,99 A
b.
24 A
d.
41,41 A
f.
26,67 A
7.6. La potencia nominal consumida es:
a.
16513,72 W
c.
49688,8 W
e.
60401,88 W
b.
29440 W
d.
20077,2 W
f.
34782,6 W
7.7. El sumatorio de las pérdidas en condiciones nominales del motor
es:
a.
2782,6 W
c.
11922,8 W
e.
2560 W
b.
28401,88 W
d.
17688,8 W
f.
15486,28 W
7.8. El par nominal del motor, Tn, es:
a.
424,41 Nm
c.
6,79 Nm
e.
7,08 Nm
b.
407,64 Nm
d.
1061,57 Nm
f.
17,69 Nm
7.9. El par máximo del motor, Tm, (para un factor de sobrecarga de
km = 2,5) es:
a.
7,08 Nm
c.
16,97 Nm
e.
1061,03 Nm
b.
424,63 Nm
d.
1019,1 Nm
f.
17,69 Nm
5
Capítulo 1: MÁQUINAS ELÉCTRICAS
7.10. En el caso en que se disponga de redes de alimentación de tensión nominal de 230 V; 400 V; 690 V; 3000 V, 6000 V, respectivamente, ¿cómo se debería conectar el devanado del estátor para
que el motor sea alimentado a la tensión nominal?
a.
Conexión estrella a 400 V o co-
Conexión triángulo a 690 V
d. nexión triángulo a 690 V
b. nexión triángulo a 230 V
Conexión estrella a 690 V o co-
e.
Conexión estrella a 400 V o conexión triángulo a 230 V
c.
Conexión triángulo a 230 V
f.
Conexión estrella a 690 V o conexión triángulo a 400 V
7.11. Si el devanado del estátor está conectado en estrella y se dispone
de redes de alimentación con la tensión nominal de 230 V; 400 V;
690 V; 3000 V, 6000 V, respectivamente, ¿cuál es la tensión nominal de la red de alimentación del motor para que el motor pueda
trabajar a los parámetros nominales?
a.
690V, en el caso
que el motor tenga
rotor bobinado
c.
690 V
e.
690 V o 400 V
b.
230V
d.
400 V
f.
3000 V
ME.8.
Se conocen los siguientes datos de catálogo de un transformador trifásico:
10.000 V/400 V, conexión Yd.
Si la tensión por espira es igual a 5 V, ¿cuál es el número de espiras de los
devanados de alta y baja tensión respectivamente?
Si la tensión por espira no cambia, ¿sobre qué elemento y en qué sentido se
debe actuar para aumentar el valor de la tensión nominal correspondiente al
devanado de alta tensión?
a.
ƒ NAT = 5774 espiras; NBT = 80
espiras
ƒ NAT = 1155 espiras; NBT = 80
espiras
ƒ Se aumenta el número de espiras del devanado de alta tensión
d. ƒ Se aumenta el número de espi-
ras del devanado de alta tensión
6
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
ƒ NAT = 1155 espiras; NBT = 46
espiras
b. ƒ Se aumenta el número de espi-
c.
ƒ NAT = 5774 espiras; NBT = 46
espiras
e.
ras del devanado de alta tensión
ƒ Se aumenta el número de espiras del devanado de alta tensión
ƒ NAT = 5774 espiras; NBT = 46
espiras
ƒ NAT = 1155 espiras; NBT = 80
espiras
ƒ Se disminuye el número de
espiras del devanado de alta
tensión
f.
ƒ Se disminuye el número de
espiras del devanado de alta
tensión
ME.9.
Una máquina de corriente continua con excitación compound y polos de
conmutación está equipada con los siguientes devanados:
a.
F1, F2: devanado de excitación independiente; B1, B2: devanado de conmutación; D1, D2: devanado de excitación serie
D1, D2: devanado de excitación serie; A1, A2: devanado de conmutación;
b. E1, E2: devanado de excitación derivación; B1, B2: devanado del inducido
c.
D1, D2: devanado de excitación serie; E1, E2: devanado de excitación derivación; F1, F2: devanado de excitación independiente; B1, B2: devanado de
conmutación
D1, D2: devanado de excitación serie; E1, E2: devanado de excitación deri-
d. vación; B1, B2: devanado de conmutación
e.
E1, E2: devanado de excitación derivación; B1, B2: devanado de conmutación; A1, A2: devanado del inducido; D1, D2: devanado de excitación serie
f.
D1, D2: devanado de excitación serie; E1, E2: devanado de excitación derivación; A1, A2: devanado del inducido
ME.10.
¿Qué tipos de máquinas eléctricas están equipadas con devanado trifásico
simétrico distribuido y donde está dispuesto este devanado?
a.
Máquina asíncrona trifásica con rotor bobinado; devanado del estátor y el
devanado del rotor
Capítulo 1: MÁQUINAS ELÉCTRICAS
7
b. Máquina de corriente continua; devanado del rotor
c.
Máquina asíncrona trifásica con rotor bobinado; devanado del estátor
Máquina síncrona trifásica (de construcción normal); devanado del estátor
Máquina de corriente continua con excitación compuesta; devanado de ex-
d. citación y devanado de compensación
e.
Máquina asíncrona trifásica con rotor en jaula de ardilla; devanado del estátor
Máquina asíncrona trifásica con rotor bobinado; devanado del estátor y devanado del rotor
Máquina síncrona trifásica (de construcción normal); devanado del estátor
f.
Máquina asíncrona trifásica con rotor en jaula de ardilla; devanado del estátor
Máquina asíncrona trifásica con rotor bobinado; devanado del estátor y devanado del rotor
Máquina síncrona trifásica (de construcción normal); devanado de excitación, dispuesto en el rotor
ME.11.
Para una máquina eléctrica se conocen los siguientes datos de catálogo:
Sn = 2,5 kVA; Un = 230/400 V; In = 3,8/6,58 A; nn = 750 r/min; Kn = 0,85;
cos Mn = 0,76, f1n = 50 Hz; Uf = 120 V; If = 3 A. ¿Qué tipo de máquina es?
a.
Máquina de corriente continua con excitación independiente
b. Máquina asíncrona trifásica con rotor bobinado
c.
Motor asíncrono trifásico con rotor bobinado o motor síncrono trifásico
d. Generador síncrono trifásico
e.
Motor asíncrono trifásico con rotor bobinado o máquina de corriente continua con excitación independiente
f.
Motor síncrono trifásico
ME.12.
En las condiciones en que la velocidad de rotación de un generador síncrono
trifásico se mantiene constante, para aumentar la tensión en los bornes del
8
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
inducido del generador, que funciona en vacío, se debe actuar de la siguiente
manera:
a.
Se aumenta la corriente del inducido
b. Se cambia la frecuencia de la corriente de excitación
c.
Se aumenta el valor de la corriente de excitación
d. Se actúa sobre la carga del generador
e.
Se disminuye el valor de la corriente de excitación y se aumenta el valor de
la corriente del inducido
f.
Se disminuye la carga del generador
ME.13.
¿Qué tipos de máquinas eléctricas están equipados con devanado alimentado
por corriente continua? Para cada caso se debe especificar dónde está dispuesto el devanado (en el estátor o en el rotor) y el tipo del devanado (concentrado o distribuido).
a.
ƒ Máquina asíncrona trifásica
con rotor bobinado; devanado
distribuido en el rotor
ƒ Máquina de corriente continua;
devanado concentrado en el
rotor
ƒ Máquina de corriente continua;
devanado concentrado en el
estátor
d.
ƒ Máquina síncrona trifásica con
polos salientes; devanado concentrado en el rotor
ƒ Máquina síncrona trifásica con
polos lisos; devanado distribuido en el rotor
b.
ƒ Máquina síncrona trifásica con
polos salientes; devanado concentrado en el rotor
ƒ Máquina de corriente continua;
devanado concentrado en el
estátor
ƒ Máquina asíncrona trifásica
con rotor en cortocircuito; devanado distribuido en el rotor
ƒ Máquina síncrona trifásica con
polos lisos; devanado concentrado en el rotor
e.
ƒ Máquina síncrona trifásica con
polos salientes; devanado distribuido en el rotor
ƒ Máquina de corriente continua;
devanado concentrado en el
estátor
9
Capítulo 1: MÁQUINAS ELÉCTRICAS
c.
ƒ Máquina síncrona trifásica con
polos lisos; el devanado está
en el estátor y es distribuido
ƒ Máquina de corriente continua;
el devanado está en el rotor y
es concentrado
ƒ Máquina de corriente continua;
el devanado está en el estátor y
es distribuido
f.
ƒ Máquina asíncrona trifásica
con rotor en cortocircuito; el
devanado está en el rotor y es
distribuido
ƒ Máquina síncrona; el devanado
está en el rotor y es concentrado
ME.14.
Un transformador trifásico de potencia tiene cuatro aisladores pasantes de
baja tensión y tres aisladores pasantes de alta tensión. En este caso, ¿cuál
podría ser la conexión del devanado de baja tensión?
a.
Conexión estrella con el neutro
accesible, conexión triángulo o
conexión zig-zag
el neutro accesible
Conexión estrella con el neutro
e.
Conexión zig-zag con el neutro
accesible
Conexión triángulo o conexión
zig-zag
f.
Conexión estrella con el neutro
accesible o conexión zig-zag
b. accesible o conexión triángulo
c.
Conexión estrella con el neutro
d. accesible o conexión zig-zag con
ME.15.
La caja de bornes de una máquina eléctrica tiene los siguientes bornes: U,
V, W, K, L, M.
¿De qué tipo de máquina eléctrica se trata?
a.
Máquina de corriente continua
con devanado de conmutación
Máquina síncrona trifásica con
Máquina asíncrona trifásica con
d. rotor bobinado
b. polos salientes o máquina asín-
e.
Máquina asíncrona trifásica
Máquina asíncrona trifásica con
rotor en jaula de ardilla
f.
Máquina síncrona trifásica con
polos lisos o con polos salientes
crona trifásica con rotor bobinado
c.
10
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
ME.16.
¿Qué tipo de potencia es la potencia nominal de un generador eléctrico?
a.
Potencia mecánica
Potencia útil
d.
Potencia mecánica si es generador de corriente continua y potencia eléctrica si es generador de
corriente alterna
En ambos casos es potencia útil
b.
Potencia eléctrica
Potencia absorbida
e.
Potencia mecánica
Potencia absorbida
Potencia eléctrica
c.
Dependiendo del tipo de carga
puede ser potencia útil o potencia
absorbida
f.
Potencia eléctrica
Potencia útil
ME.17.
¿Sobre qué magnitudes y en qué sentido se debe actuar para aumentar la
tensión de un generador de corriente continua, excitación independiente, que
está funcionando en vacío, si la velocidad del generador se mantiene constante?
a.
Se aumenta la corriente de excitación
d.
Se aumenta la corriente de excitación y simultáneamente se disminuye la corriente que pasa por
el devanado de compensación
Se aumenta la corriente del indu-
e.
Se disminuye la corriente de excitación
f.
Se disminuye la corriente del inducido
b. cido
c.
Se disminuye la corriente de excitación y se aumenta la corriente
que pasa por el devanado de
compensación
ME.18.
¿Qué tipos de máquinas eléctricas tienen entrehierro variable (se desprecia
la presencia de las ranuras)?
11
Capítulo 1: MÁQUINAS ELÉCTRICAS
a.
ƒ Máquina de corriente continua
ƒ Máquina síncrona trifásica con
polos lisos
d.
ƒ Máquina asíncrona trifásica
con rotor bobinado
ƒ Máquina síncrona trifásica con
polos salientes
ƒ Máquina asíncrona monofásica
con devanado auxiliar (de fase
partida)
b.
ƒ Máquina asíncrona trifásica
con rotor bobinado
ƒ Máquina síncrona trifásica con
polos lisos
e.
ƒ Máquina de corriente continua
ƒ Todos los tipos de máquinas
síncronas trifásicas
c.
ƒ Máquina de corriente continua
ƒ Máquina síncrona trifásica con
polos salientes
ƒ Máquina asíncrona monofásica
con espira de sombra
f.
ƒ Máquina asíncrona trifásica
con rotor bobinado
ƒ Máquina de corriente continua
ME.19.
Cuando se incrementa la carga de un generador de corriente continua, que
gira a velocidad constante, se observa que la tensión, en bornes del inducido, disminuye.
¿Sobre qué magnitudes y en qué sentido se debe actuar para que la tensión
en bornes del inducido se mantenga constante (sin modificar la carga)?
a.
Se aumenta la corriente por el devanado de compensación
b. Se disminuye la corriente por el devanado de excitación
c.
Se disminuye la corriente por el devanado de conmutación
d. Se deja que el generador funcione en vacío
e.
Se aumenta la corriente por el devanado de excitación
f.
Se disminuye la corriente por el devanado de excitación y simultáneamente
se aumenta la corriente por el devanado de compensación
ME.20.
¿Qué devanados forman parte de una máquina de corriente continua?
12
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
¿Cuales de estos devanados son indispensables para el funcionamiento de la
máquina?
a.
ƒ de excitación; obligatorio
ƒ de amortiguamiento; obligatorio
ƒ de conmutación; opcional
b.
ƒ del inducido; opcional
ƒ de excitación; obligatorio
ƒ de conmutación; opcional
c.
ƒ del inducido; obligatorio
ƒ de excitación; obligatorio
ƒ de amortiguamiento; obligatorio
ƒ de conmutación; opcional
d.
ƒ del inducido; opcional
ƒ de excitación; obligatorio
ƒ de conmutación; opcional
ƒ de compensación; opcional
e.
ƒ del inducido; obligatorio
ƒ de excitación; obligatorio
ƒ de conmutación; opcional
ƒ de compensación; opcional
f.
ƒ del inducido; obligatorio
ƒ de excitación; obligatorio
ƒ de conmutación; opcional
ƒ de compensación; opcional
ƒ de amortiguamiento; opcional
ME.21.
De una máquina eléctrica se conocen los siguientes datos de la placa de características: Sn = 5 kVA; Un = 230/400 V; nn = 600 r/min; fn = 60 Hz;
If = 2 A; Uf = 120 V; cos Mn = 0,85.
¿Qué tipo de máquina es?
¿Cuál es el número de pares de polos?
¿Cuánto vale la corriente de fase en condiciones nominales?
¿Cuánto vale la potencia reactiva en condiciones nominales?
a.
Generador síncrono trifásico
p=6
In = 7,25 A
Qn = 2634 var
b.
Motor asíncrono trifásico con
rotor bobinado
p=3
In = 7,25 A
Qn = 2634 var
d.
Generador síncrono trifásico
p=3
In = 12,55 A
Qn = 2634 var
e.
Motor síncrono trifásico
p=5
In = 12,55 A
Qn = 4250 var
13
Capítulo 1: MÁQUINAS ELÉCTRICAS
c.
Generador síncrono trifásico
p=5
In = 4,17 A
Qn = 4250 var
f.
Generador asíncrono trifásico
p=6
In = 4,17 A
Qn = 4250 var
ME.22.
En el caso en que un generador de corriente continua con excitación derivación no se autoexcite, ¿cuales podrían ser las causas?
ƒ La resistencia total del circuito
inducido es demasiado pequeña y/o
a.
ƒ La tensión remanente es demasiado pequeña o la resistencia
del circuito del inducido es
demasiado grande
d.
ƒ el sentido del campo magnético remanente es contrario al
sentido del campo magnético
producido por la corriente de
excitación y/o
ƒ la tensión remanente es demasiado pequeña
b.
ƒ La tensión de alimentación del
devanado de excitación está
interrumpida y/o
ƒ El campo magnético de reacción tiene el sentido contrario
al sentido del campo magnético inductor y/o
e.
ƒ la tensión remanente es demasiado pequeña
ƒ la resistencia equivalente del
circuito de excitación es demasiado pequeña
ƒ La resistencia total del circuito
de excitación es demasiado
grande y/o
c.
ƒ el sentido del campo magnético remanente es opuesto al
sentido del campo magnético
producido por la corriente de
excitación y/o
ƒ la tensión remanente está demasiado pequeña
ƒ la tensión remanente es demasiado pequeña y/o
ƒ La resistencia total del circuito
del inducido es demasiado
grande y/o
f.
ƒ el sentido del campo magnético remanente es opuesto al
sentido del campo magnético
producido por la corriente de
excitación y/o la tensión remanente es demasiado pequeña
14
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
ME.23.
La caja de bornes de una máquina eléctrica tiene los siguientes bornes:
D1, D2, C1, C2. ¿De qué tipo de máquina eléctrica se trata y con qué devanados está equipada esta máquina?
Máquina síncrona trifásica
Máquina asíncrona trifásica
a.
ƒ Devanado inductor D1, D2
d.
ƒ Devanado inducido C1, C2
ƒ Devanado de amortiguamiento C1, C2
Máquina de corriente continua
con excitación compuesta
b.
ƒ Devanado de excitación serie conectado en serie con el
devanado de excitación derivación D1, D2
Máquina de corriente continua
con excitación serie
e.
Máquina de corriente continua
con excitación serie
c.
ƒ Devanado de excitación serie D1, D2
ƒ Devanado inducido conectado en serie con el devanado de conmutación C1, C2
ƒ Devanado de conmutación
C1, C2
ƒ Devanado de excitación serie D1, D2
ƒ Devanado de excitación serie D1, D2
Máquina síncrona trifásica
f.
ƒ Devanado inducido conectado en serie con el devanado de compensación C1, C2
ƒ Devanado de excitación serie D1, D2
ƒ Devanado inducido conectado en serie con el devanado de amortiguamiento
C1, C2
ME.24.
¿Cómo se puede comprobar de forma experimental el hecho de que un generador de corriente continua, con excitación independiente, se ha autoexcitado?
a.
En el arranque del motor de
arrastre del generador, la tensión
en los bornes del inducido del
generador aumenta desde cero
hasta un valor estable
d.
Cuando se alimenta con tensión
nominal el inducido del generador, la corriente por el devanado
de excitación aumenta desde cero
hasta el valor nominal
15
Capítulo 1: MÁQUINAS ELÉCTRICAS
La tensión en los bornes del in-
b. ducido del generador no cambia,
es igual en vacío y en carga
c.
En el arranque del motor de
arrastre del generador, la tensión
en los bornes del devanado de
excitación aumenta desde cero
hasta un valor estable
e.
Si el devanado de excitación está
alimentado con tensión nominal,
la tensión en los bornes del inducido del generador no cambia en
el arranque del motor de arrastre
del generador
f.
En el generador de corriente continua con excitación independiente no se puede producir la
autoexcitación
ME.25.
¿Qué valor tiene la corriente que pasa por el devanado de conmutación de
una máquina de corriente continua con excitación independiente?
a.
Es igual a la corriente de excitación
Es igual a la corriente del induci-
b. do y a la corriente de excitación
c.
Tiene un valor comprendido entre
el 2% y el 10% del valor de la
corriente de excitación
Es inferior al 10% de la corriente
d. del inducido
e.
Es igual a la corriente nominal si
la máquina tiene devanado de
compensación y en caso contrarío
tiene un valor inferior al 10% de
la corriente nominal
f.
Es igual a la corriente del inducido
ME.26.
¿Dónde está dispuesto el devanado inductor de la máquina de corriente continua y de qué tipo es este devanado?
a.
ƒ En el estátor
ƒ De tipo concentrado y se alimenta con corriente alterna
d.
ƒ En el rotor
ƒ De tipo concentrado y se alimenta con corriente alterna
e.
ƒ En el estátor
ƒ De tipo concentrado y se alimenta con corriente continua
ƒ En el estátor
b. ƒ De tipo distribuido y se alimenta con corriente continua
16
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
c.
ƒ En el estátor
ƒ De tipo concentrado o distribuido y se alimenta con corriente continua
f.
ƒ En el rotor
ƒ De tipo concentrado y se alimenta con corriente continua
ME.27.
¿Dónde está dispuesto el devanado inducido del motor asíncrono trifásico y
de qué tipo es este devanado?
a.
ƒ En el rotor
ƒ Distribuido, de corriente continua en el caso del motor con
rotor en jaula de ardilla y de
corriente alterna en el caso del
motor con rotor bobinado
b.
ƒ En el estátor
ƒ Distribuido, de corriente continua e indiferente del tipo del
rotor
c.
ƒ En el rotor
ƒ De corriente alterna, distribuido, trifásico en el caso del
motor con rotor bobinado y
polifásico en el caso del motor
con rotor en jaula de ardilla
d.
ƒ En el estátor
ƒ Distribuido, de corriente alterna e indiferente del tipo del
rotor
e.
ƒ En el estátor
ƒ Distribuido, trifásico, de corriente alterna, indiferente del
tipo del rotor
f.
ƒ En el rotor
ƒ De corriente alterna, distribuido, trifásico en el caso del
motor con rotor en jaula de ardilla y polifásico en el caso del
motor con rotor bobinado
ME.28.
¿Qué tipos de máquinas eléctricas se pueden equipar con devanado de
amortiguamiento?
a.
Todos los tipos de máquinas
eléctricas
d. Las máquinas síncronas trifásicas
Todos los tipos de máquinas de
e.
Las máquinas asíncronas trifásicas con rotor bobinado
f.
Las máquinas asíncronas trifásicas y las máquinas asíncronas
monofásicas
b. corriente alterna
c.
Las máquinas síncronas trifásicas
con polos lisos y las máquinas de
corriente continua con excitación
compuesta
17
Capítulo 1: MÁQUINAS ELÉCTRICAS
ME.29.
Se considera una máquina eléctrica cuya velocidad nominal es
nn = 720 r/min, para una frecuencia nominal: fn = 60 Hz. ¿Qué tipo de máquina es y cuantos polos tiene?
a.
Máquina asíncrona
5 polos
d.
Máquina síncrona
10 polos
b.
Máquina síncrona
5 polos
e.
Máquina asíncrona
4 polos
c.
Máquina de corriente continua
8 polos
f.
Máquina asíncrona
8 polos
ME.30.
¿Qué tipos de máquinas eléctricas tienen el rotor de forma cilíndrica? (Se
desprecia la presencia de las ranuras)
ƒ de corriente continua
a.
ƒ asíncronas
ƒ síncronas trifásicas con polos
lisos
ƒ de corriente continua
d.
ƒ asíncronas trifásicas
b.
ƒ asíncronas monofásicas de fase
partida
e.
ƒ de corriente continua
ƒ asíncronas trifásicas
ƒ asíncronas trifásicas
ƒ síncronas
ƒ asíncronas trifásicas
ƒ síncronas trifásicas
ƒ de corriente continua
ƒ asíncronas monofásicas con
espira de sombra
ƒ síncronas trifásicas con polos
lisos
ƒ de corriente continua
ƒ síncronas trifásicas
c.
ƒ asíncronas trifásicas
f.
ƒ todos los tipos máquinas asíncronas monofásicas
ƒ síncronas trifásicas con polos
salientes
18
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
LEYENDA
cos M
f
fs
If
Ir
km
n
NAT
NBT
p
P
S
Tm
Uf
Ur0
K
factor de potencia
frecuencia
frecuencia de estátor
corriente de excitación
corriente de rotor
capacidad de sobrecarga de un motor asíncrono trifásico
velocidad del rotor [r/min]
número de espiras por fase del devanado de alta tensión de un
transformador trifásico
número de espiras por fase del devanado de baja tensión de un
transformador trifásico
número de pares de polos
potencia útil
potencia aparente
par máximo
tensión de alimentación del devanado de excitación
tensión del rotor en vacío
rendimiento
Si a cualquiera de las magnitudes anteriores se le añade el subíndice “n” indica que el valor de dicha magnitud corresponde a condiciones nominales.
19
Capítulo 2: TRANSFORMADOR
CAPÍTULO 2
EL TRANSFORMADOR
TR.1.
¿Mediante qué ensayo y en qué condiciones se determinan las pérdidas en el
hierro de un transformador en condiciones nominales?
a.
Ensayo de vacío para
U10 = U1n
d. sión de alimentación reducida
b.
Ensayo de cortocircuito para
U10 = U1n
e.
Ensayo de vacío para
I10 = (2-10)% I1n
c.
Ensayo de vacío para
I1 = I1n
f.
Ensayo de vacío para tensión de
alimentación reducida
Ensayo de cortocircuito para ten-
TR.2.
El esquema eléctrico equivalente de la figura TR.2 representa:
I1
Rcc
Xcc
I’2
U1
U’2
Fig. TR.2
a.
El esquema eléctrico equivalente
de un transformador monofásico
en vacío
d. de un transformador trifásico en
El esquema eléctrico equivalente
b.
El esquema eléctrico equivalente
simplificado de un transformador
monofásico o de una fase de un
transformador trifásico
e.
vacío
El esquema eléctrico equivalente
de un transformador monofásico
que funciona con carga resistiva
20
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
c.
El esquema eléctrico equivalente
de un transformador trifásico en
cortocircuito
f.
El esquema eléctrico equivalente
simplificado de un transformador
monofásico o de una fase de un
transformador trifásico en vacío
TR.3.
Los devanados de un transformador trifásico están conectados según la figura TR.3.
A
B
C
¿Cuál es la conexión y el índice
horario de este transformador?
A’
B’
C’
b
c
a
b’
c’
a’
Fig. TR3
a.
Yy0
c.
Yy2
e.
Yy5
b.
Yy7
d.
Yy8
f.
Yy6
TR.4.
El esquema eléctrico de la figura TR.4 corresponde a un transformador monofásico. Algunos de los parámetros y de las magnitudes eléctricas del esquema representan:
I1
U1
R1
X1V
R’2
IFe
I10
Iµ
RFe
Xµ
Fig. TR.4
X’2V I’2
U’2
21
Capítulo 2: TRANSFORMADOR
a.
R2’: resistencia del devanado secundario reducido al primario
R2’: resistencia del devanado secundario reducido al primario
XP: impedancia de magnetización
IFe: componente activa de la corriente de vacío
RFe: resistencia correspondiente a
las pérdidas en el hierro
d.
RFe: resistencia correspondiente a
las pérdidas en el hierro
IFe: componente activa de la corriente de vacío
b.
XP: reactancia de magnetización
X1V: reactancia de magnetización
del devanado primario
R1: resistencia del devanado primario
R2’: resistencia del devanado secundario reducido al primario
X’2V: reactancia de magnetización
del devanado secundario reducida
al primario
e.
XP: impedancia de magnetización
RFe: resistencia de magnetización
RFe: resistencia correspondiente a
las pérdidas en el hierro
I10: corriente de vacío
U1: tensión de alimentación del
devanado primario
I’2: corriente secundaria reducida
al primario
c.
IP: corriente de magnetización
X1V: reactancia de magnetización
del devanado primario
f.
X’2V: reactancia de magnetización
del devanado secundario reducida
al primario
IFe: componente reactiva de la corriente de vacío
RFe: resistencia de magnetización
I’2: corriente de secundario
TR.5.
Se conocen los siguientes datos de catálogo de un transformador:
Sn = 1000 kVA, 20 kV/525 V, İcc = 6%, i0 = 2%, Pcc = 12 kW, P0 = 1950 W,
conexión Dy3.
5.1 Las corrientes y tensiones de línea y de fase correspondientes a
alta y a baja tensión respectivamente son:
a.
UAl = 20 V
UBl = 525V
IAl = 50 A
IBl = 1904,76 A
UAf = 20 kV
UBf = 303,1 V
IAf = 28,87 A
IBf = 1904,76 A
d.
UAl = 20 kV
UBl = 525 V
IAl = 28,87 A
IBl = 1099,71 A
UAf = 20 kV
UBf = 303,1 V
IAf = 16,67 A
IBf = 1099,71 A
22
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
b.
UAl = 20 kV
UBl = 525 V
IAl = 28,87 A
IBl = 1099,71A
UAf = 11547 V
UBf = 525 V
IAf = 28,87 A
IBf = 634,92 A
c.
UAl = 20 kV
UBl = 525 V
IAl = 28,87A
IBl = 909,32 A
UAf = 20 kV
UBf = 909,32 V
IAf = 50 A
IBf = 634,92 A
e.
UAl = 20 kV
UBl = 525 V
IAl = 50 A
IBl = 1904,76 A
UAf = 11547 V
UBf = 525 V
IAf = 50 A
IBf = 1099,71 A
f.
UAl = 20 kV
UBl = 525 V
IAl = 50 A
IBl = 1904,76 A
UAf = 20 kV
UBf = 909,32 V
IAf = 86,6 A
IBf = 1904,76 A
5.2. El ángulo entre UBC y Ubc leído en sentido horario es:
a.
2400
1500
b.
c.
2100
300
d.
e.
900
f.
450
5.3. El factor de reducción de las resistencias secundarias al primario,
si el transformador se alimenta por la parte de alta tensión, es:
a.
1,45·103
c.
4,35·103
e.
0,23·10-3
b.
26,25·10-3
d.
38,09
f.
439,88·103
5.4. El factor de reducción de la corriente secundaria al primario si el
transformador se alimenta por la parte de baja tensión es:
a.
689,06·10-6
c.
26,25·10-3
e.
15,15·10-3
b.
1,45·10-3
d.
38,09
f.
65,98
5.5. La relación de transformación es:
a.
38,095
c.
15,15·10-3
e.
26,25·10-3
b.
65,98
d.
21,99
f.
45,466·10-3
5.6. El factor de reducción de la tensión secundaria al primario si el
transformador se alimenta por la parte de alta tensión es:
a.
b.
45,466·10-3
0,23·10
-3
c.
30,095
e.
65,98
d.
3
f.
4,35·103
1,45·10
23
Capítulo 2: TRANSFORMADOR
5.7. El rendimiento para cos M2 = 0,8 y carga igual al 50% de la carga
nominal es:
a.
96,97 %
c.
98,77 %
e.
98,28 %
b.
99,38 %
d.
98,46 %
f.
96,63 %
5.8. El rendimiento máximo para cos M2 = 0,8 es:
a.
97,63 %
c.
98,8 %
e.
99,38 %
b.
98,28 %
d.
99,99 %
f.
96,77 %
5.9. Las componentes activa y reactiva de la tensión de cortocircuito
son:
a.
b.
İRcc = 0,195 %
İXcc = 5,99 %
İRcc = 1,2 %
İXcc = 5,87 %
c.
d.
İRcc = 5,87 %
İXcc = 1,2 %
İRcc = 1,2 %
İXcc = 6,12%
e.
f.
İRcc = 5,99 %
İXcc = 0,195 %
İRcc = 0,195 %
İXcc = 6,003 %
5.10. La caída de tensión en los bornes del devanado secundario, si el
transformador funciona con carga capacitiva igual al 70% de la
carga nominal, es:
a.
İc = - 0,84%
c.
İc = 0,84%
e.
İc = + 4,193%
b.
İc = 4,109%
d.
İc = 4,284%
f.
İc = - 4,109%
5.11. La corriente de vacío, por fase, si el transformador se alimenta
por el devanado de baja tensión es:
a.
0,57 A
c.
1A
e.
1,732 A
b.
38,095 A
d.
21,99 A
f.
12,69 A
5.12. La tensión de cortocircuito, por fase, si el transformador se alimenta por el devanado de alta tensión es:
a.
692,82 V
c.
31,5 V
e.
1200 V
24
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
b.
2078,46 V
d.
54,56 V
f.
18,18 V
5.13. Las componentes activa, IFe, y reactiva, IP, de la corriente de vacío, por fase, si el transformador se alimenta por el lado de alta tensión son:
a.
b.
IFe = 0,0325 A
Iµ = 0,33498 A
IFe = 2,1444 A
Iµ = 21,898 A
c.
d.
IFe = 0,0563 A
Iµ = 0,575 A
IFe = 0,2 A
Iµ = 0,9798 A
e.
f.
IFe = 0,0325 A
Iµ = 0,3318 A
IFe = 2,54 A
Iµ = 12,44 A
5.14. La resistencia correspondiente a las pérdidas en el hierro
(E1 # U1) es:
a.
RFe = 60,27·103 :
c.
RFe = 615,38·103 :
e.
RFe = 7,874·103 :
b.
RFe = 9,32·103 :
d.
RFe = 100·103 :
f.
RFe = 9325 :
5.15. La resistencia, Rcc, la reactancia, Xcc, y la impedancia de cortocircuito, Zcc, si el transformador se alimenta por el devanado de alta
tensión son:
Rcc = 14,39 :
a.
b.
Xcc = 70,52 :
Rcc = 43,18 :
c.
Xcc = 57,59 :
Rcc = 1,6 :
e.
Xcc = 23,95 :
Zcc = 71,98 :
Zcc = 71,98 :
Zcc = 24 :
Rcc = 2,34 :
Rcc = 7,02 :
Rcc = 4,8 :
Xcc = 71,94 :
d.
Zcc = 71,98 :
Xcc = 71,63 :
f.
Zcc = 71,98 :
Xcc = 23,5 :
Zcc = 24 :
5.16. El factor de potencia nominal en vacío, cos M10n, y el factor de
potencia nominal en cortocircuito, cos M1ccn, son:
a.
b.
cos M10n = 0,2
cos M1ccn = 0,0975
cos M10n = 0,00195
cos M1ccn = 0,012
c.
d.
cos M10n = 0,012
cos M1ccn = 0,00195
cos M10n = 0,00112
cos M1ccn = 0,00692
e.
f.
cos M10n = 0,00692
cos M1ccn = 0,00112
cos M10n = 0,0975
cos M1ccn = 0,2
25
Capítulo 2: TRANSFORMADOR
5.17. La conexión Dy3 se consigue si se conectan los devanados del
transformador según el esquema:
A
B
C
A
B
C
A’
B’
C’
A’
B’
C’
a’
b‘
c‘
b’
c‘
a‘
a
b
c
b
c
a
a.
b.
d.
A
B
C
A’
B’
C’
c
b
c’
b‘
A
A’
c.
A
B
C
A’
B’
C’
a
b
c
a
a‘
b’
c‘
a‘
B
B’
e.
C
C’
a
b
c
a’
b‘
c‘
f.
TR.6.
El esquema eléctrico de la figura TR.6 representa:
A
B
C
A’
B’
C’
c’
b‘
a‘
c
b
a
26
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
I1n
Xcc
Rcc
U1ccn
Fig. TR.6
a.
El esquema equivalente del transformador monofásico en vacío o de una
fase del transformador trifásico
El esquema equivalente simplificado del transformador monofásico o de
b. una fase del transformador trifásico
c.
El esquema equivalente del transformador trifásico en cortocircuito, alimentado con tensión nominal
d. El esquema equivalente del transformador trifásico en vacío
e.
El esquema equivalente simplificado del transformador monofásico
f.
El esquema equivalente del transformador monofásico en cortocircuito o de
una fase del transformador trifásico en cortocircuito, alimentado con la tensión de cortocircuito nominal
TR.7.
¿Mediante qué ensayo y en qué condiciones se determinan las pérdidas nominales en el cobre de un transformador?
a.
Ensayo de vacío para
U10 = U1n
d. sión de alimentación reducida
b.
Ensayo de cortocircuito para
U10 = U1n
e.
Ensayo de vacío para
I10 = (2-10)% I1n
c.
Ensayo de cortocircuito para
I1 = I1n
f.
Ensayo de vacío para tensión de
alimentación reducida
Ensayo de cortocircuito para ten-
TR.8.
El esquema eléctrico equivalente de la figura TR.8 representa:
27
Capítulo 2: TRANSFORMADOR
I10
R1
X1ı
IFe
U1n
RFe
Iµ
Xµ
Fig. TR.8
a.
El esquema equivalente del transformador monofásico en vacío o de una
fase del transformador trifásico en vacío
El esquema equivalente simplificado del transformador o de una fase del
b. transformador trifásico
c.
El esquema equivalente del transformador trifásico en cortocircuito, alimentado con tensión nominal
d. El esquema equivalente del transformador trifásico en vacío
e.
El esquema equivalente simplificado del transformador monofásico
f.
El esquema equivalente del transformador monofásico en cortocircuito o de
una fase del transformador trifásico en cortocircuito
TR.9.
En el caso de un autotransformador, ¿cómo es la potencia transmitida por
los bornes del secundario hacia el receptor, S2, respecto a la potencia transmitida mediante el campo magnético, Sm? ¿Para qué potencia se diseña un
autotransformador?
a.
S2 > Sm
Potencia transferida por conexión
directa
S2 > Sm
d. Potencia transferida por acoplamiento magnético
S2 = Sm
b. Potencia transferida por acoplamiento magnético
e.
S2 > Sm
Potencia útil transferida al consumidor
28
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
c.
S2 < Sm
Potencia transferida por conexión
directa
f.
S2 < Sm
Potencia útil transferida al receptor
TR.10.
¿Cómo es la tensión en los bornes del devanado secundario del transformador funcionando en carga, U2, respecto al funcionamiento en vacío, U20?
a.
U2 < U20 para carga resistiva y
para carga inductiva
U2 > U20 para carga puramente
capacitiva
U2 < U20 para carga resistiva
d. U2 > U20 para carga inductiva y
para carga capacitiva
U2 < U20 para carga inductiva
b. U2 > U20 para carga capacitiva y
e.
U2 < U20 para carga puramente
capacitiva y para carga resistiva
U2 > U20 para carga inductiva
f.
U2 = U20 para carga inductiva
U2 > U20 para carga capacitiva
U2 < U20 para carga resistiva
para carga resistiva
c.
U2 < U20 para carga inductiva
U2 > U20 para carga puramente
capacitiva
U2 = U20 para carga resistiva
TR.11.
¿Cuál de las siguientes definiciones y curvas representan la característica
externa del transformador?
U2 = U2(c)
U1 = U1n = cte
f1 = f1n = cte
cos M2 = cte
U2
a.
U20
'u = 'u(c)
U1 = U1n = cte
f1 = f1n = cte
cos M1 = cte
'u
L
b.
R
C
c
U20
C
R
L
c
29
Capítulo 2: TRANSFORMADOR
U2 = U2(If)
U1 = U1n = cte
f1 = f1n = cte
cos M2 = cte
U2
c.
U20
U2 = U2(If)
U1 = U1n = cte
f1 = f1n = cte
cos M2 = cte
U2
C
d.
R
L
L
R
U20
C
Ie
Ie
U2 = U2(c)
U1 = U1n = cte
f1 = f1n =cte
cos M2 = cte
U2
e
U20
'u = 'u(If)
U1 = U1n = cte
f1 = f1n = cte
cos M2 = cte
'u
C
F
R
L
U20
L
R
C
Ie
c
TR.12.
El balance de potencias activas del transformador monofásico en vacío es el
siguiente:
a.
P10 = Rcc I 210
d.
P10 = PJn + P2
b.
P10 = R1I 21 + R2·I 22 + P2
e.
P10 = R2·I 220 + PFe
c.
P10 = R1·I 210 + PFe
f.
P10 = PFe + P2
TR.13.
La caída de tensión durante el funcionamiento en carga de un transformador,
Hc, es:
30
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
Hc = 0 para carga resistiva
a.
b.
Hc z 0 para carga inductiva y para
carga capacitiva
d.
Hc z 0 capacitiva
Hc < 0 para carga inductiva y para
carga resistiva
e.
Hc > 0 para carga capacitiva
c.
Hc = 0 para carga inductiva y para
carga capacitiva
Hc < 0 para carga capacitiva y para carga resistiva
Hc > 0 para carga inductiva
Hc > 0 para carga capacitiva y para carga resistiva
f.
Hc < 0 para carga inductiva
Hc > 0 para carga inductiva y para
carga resistiva
Hc < 0 para carga puramente capacitiva
TR.14.
A partir de los datos experimentales medidos en el ensayo representado por
la figura TR.14 se pueden determinar:
A
A
W
U1n
V
A’
Fig. TR.14
a.
ƒ las pérdidas nominales en cobre
d.
ƒ la corriente nominal de vacío
ƒ la relación de transformación
ƒ la corriente nominal de vacío
b.
ƒ las pérdidas nominales en el
hierro
ƒ la corriente de cortocircuito
e.
ƒ el factor de potencia nominal
en vacío
ƒ la relación de transformación
c.
ƒ las pérdidas en hierro
ƒ el factor de potencia en cortocircuito
ƒ la tensión nominal de cortocircuito
f.
ƒ las pérdidas en hierro
ƒ el factor de potencia en cortocircuito
ƒ las pérdidas nominales en cobre
ƒ el factor de potencia en vacío
ƒ la reactancia de magnetización
31
Capítulo 2: TRANSFORMADOR
TR.15.
¿Cuales son las condiciones que deben cumplir los transformadores para
que se puedan acoplar y funcionar de manera óptima en paralelo?
a.
ƒ los transformadores deben tener las potencias nominales
parecidas
ƒ el desfase entre las tensiones
de cortocircuito debe ser lo
más pequeño posible
ƒ los transformadores deben
pertenecer al mismo grupo de
conexiones
d.
b.
ƒ los transformadores deben
pertenecer al mismo grupo de
conexiones
ƒ los transformadores deben tener idénticas tensiones nominales de cortocircuito
e.
d.
ƒ entre los transformadores acoplados en paralelo no se deben
establecer corrientes de circulación
ƒ los transformadores deben tener idénticas tensiones nominales de cortocircuito
f.
ƒ los transformadores deben tener las mismas tensiones primarias
ƒ los transformadores deben tener idénticas relaciones de
transformación
ƒ los transformadores deben
pertenecer al mismo grupo de
conexiones
ƒ el desfase entre las tensiones
de cortocircuito de los dos
transformadores debe ser lo
más pequeño posible
ƒ los transformadores deben tener idénticas tensiones nominales de cortocircuito
ƒ los transformadores deben
pertenecer al mismo grupo de
conexiones
ƒ la carga total se debe repartir
entre los transformadores conectados en paralelo proporcionalmente con la potencia
nominal de cada transformador
ƒ los transformadores deben tener idénticas relaciones de
transformación
ƒ los transformadores deben
pertenecer al mismo grupo de
conexiones
TR.16.
A partir de los datos experimentales medidos en el ensayo representado por
la figura TR.16 se pueden determinar:
32
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
U1
Regulador de
tensión
I1n
A
A
a
A’
a’
V
Fig. TR.16
a.
b.
c.
ƒ relación de transformación
ƒ pérdidas nominales en el cobre
ƒ corriente nominal en vacío
d. ƒ factor de potencia en cortocir-
ƒ pérdidas nominales en el hierro
ƒ tensión nominal de cortocircuito
e.
ƒ pérdidas nominales en el cobre
ƒ tensión nominal de cortocircuito
f.
ƒ pérdidas nominales en el cobre
ƒ tensión nominal de cortocircuito
ƒ factor de potencia nominal en
cortocircuito
ƒ tensión nominal de cortocircuito
cuito
TR.17.
En la placa de características de un transformador aparece: Yd, 400/230 V.
Los extremos de los devanados de alta y baja tensión son accesibles, de manera que se puede realizar cualquier conexión para alta y baja tensión respectivamente. En el caso en que el transformador se alimente de una línea
de 230 V y se desee que funcione a carga nominal, ¿por qué parte se debe
alimentar el transformador y como debe conectarse el devanado?
a.
Se puede alimentar sólo por el
lado de baja tensión; conexión
triángulo
d. lado de alta tensión; conexión es-
Se puede alimentar sólo por el
b.
Se alimenta por el lado de alta o
por el lado de baja tensión; en
ambos casos el devanado está conectado en estrella
Se alimenta por el lado de alta o
por el de baja tensión; en ambos
casos el devanado está conectado
en triángulo
trella
e.
33
Capítulo 2: TRANSFORMADOR
c.
Se alimenta por el lado de baja
tensión; conexión estrella o por el
lado de alta tensión; conexión
triángulo
f.
Se alimenta por el lado de alta
tensión; conexión estrella o por el
lado de baja tensión; conexión
triángulo
TR.18.
En la figura TR.18 se considera el diagrama fasorial simplificado de un
transformador. ¿A qué tipo de carga corresponde este diagrama fasorial?
I1= I’2
j·Xcc I1
U1
Rcc I1
U’2
Fig. TR.18
a.
Carga resistiva
d. Carga puramente inductiva
b. con el tipo de carga
El diagrama fasorial no cambia
e.
Conociendo solamente el diagrama fasorial no se puede deducir
el tipo de carga
c.
Carga puramente capacitiva
f.
Carga de carácter capacitivo
TR.19.
¿A qué tipo de carga corresponde el diagrama fasorial de la figura TR.19 (se
considera el diagrama fasorial simplificado del transformador)?
U1
U’2
I1 = I’2
a.
Carga resistiva
j·Xcc I1
Rcc I1
Fig. TR.19
d. Carga de carácter inductivo
34
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
b. con el tipo de carga
El diagrama fasorial no cambia
e.
Conociendo solamente el diagrama fasorial no se puede deducir
el tipo de carga
c.
Carga puramente capacitiva
f.
Carga de carácter capacitivo
TR.20.
En la figura TR.20 se presentan las características externas para tres transformadores. ¿De qué modo se reparte la carga entre los tres transformadores
conectados en paralelo?
U2
U20
T1
T2
T3
I2
Fig. TR.20
El que más carga tiene es T1, si-
a.
Los tres transformadores se cargan idénticamente
d. gue T3 y el que menos carga tiene
b.
El que más carga tiene es T1, sigue T2 y el que menos carga tiene
es T3
e.
Conociendo sólo las características externas no se puede saber
como se cargan los tres transformadores
c.
El que más carga tiene es T2, sigue T1 y el que menos carga tiene
es T3
f.
El que más carga tiene es T3, sigue T2 y el que menos carga tiene
es T1
es T2
TR.21.
¿Qué magnitudes, medidas experimentalmente, son necesarias para determinar por cálculo la característica del rendimiento del transformador? Indicar los ensayos y las condiciones en que se realizan.
35
Capítulo 2: TRANSFORMADOR
a.
ƒ potencia útil: se determina por
el ensayo de vacío, cuando el
transformador se alimenta con
tensión reducida
d.
ƒ pérdidas nominales en el cobre: se determinan por el ensayo en cortocircuito, cuando
I1cc = I1n
ƒ potencia absorbida: se determina cuando el transformador
funciona en carga
b.
c.
ƒ potencia útil y potencia absorbida: ambas se determinan por
el ensayo en carga nominal
ƒ pérdidas nominales en el hierro: se determinan por el ensayo en cortocircuito, cuando
U1 = U1n
ƒ pérdidas nominales en el cobre: se determinan por el ensayo en vacío, I1 = I1n
TR.22.
Los devanados de un transformador
trifásico están conectados según la
figura TR.22.
¿Cuál es la conexión y el índice horario de este transformador?
ƒ pérdidas nominales en el hierro: se determinan por el ensayo en vacío, cuando el transformador se alimenta con
U10 = U1n
ƒ pérdidas nominales en el hierro: se determinan por el ensayo en cortocircuito, cuando
I1cc = I1n
e.
f.
ƒ pérdidas nominales en el cobre: se determinan por el ensayo en vacío, cuando el transformador se alimenta con
U10 = U1n
ƒ se impone cos M2 y se determina mediante el ensayo en carga
la potencia útil
A
B
C
A’
B’
C’
b
c
a
b’
c’
a’
Fig. TR 22
36
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
a.
Dy1
c.
Dy2
e.
Dy5
b.
Dy7
d.
Dy8
f.
Dy11
TR.23.
Las ecuaciones que corresponden al esquema eléctrico equivalente de la figura TR.23, escritas en complejos, son las siguientes:
I1
Rcc
Xcc
I’2
U1
U’2
Fig. TR.23
a.
°­U 1 R1 ˜ I 1 X 1V ˜ I 1 E1
® '
'
'
'
'
'
°̄ U 2 R2 ˜ I 2 X 2V ˜ I 2 E 2
b.
­°U 1 Rcc ˜ I 1 X cc ˜ I '2 U '2
®
'
°̄ I 1 # I 2
c.
­°U 1 Rcc ˜ I 1 j ˜ X cc ˜ I 1 U '2
®
'
°̄ I 1 I 2 I 10
d.
­°U 1 Rcc ˜ I 1 j ˜ X cc ˜ I 1 U '2
®
'
°̄ I 1 # I 2
e.
°­U 1
®
°̄ I 10
f.
­°U 1 Rcc ˜ I 1 X cc ˜ I 1 U '2
®
'
°̄ I 1 # I 2
R1 ˜ I 1 j ˜ X 1V ˜ I 1 E1
Iw Iµ
'
I1 I 2
37
Capítulo 2: TRANSFORMADOR
TR.24.
El diagrama fasorial de
la figura TR.24 representa:
j Xcc I1
U1n
Rcc·I1
U’2
M1
M2
I1=I’2
Fig. TR.24
a.
El diagrama correspondiente a
una fase del transformador trifásico que funciona con carga de
carácter inductivo
b.
El diagrama del transformador
monofásico en vacío
c.
El diagrama simplificado del
transformador monofásico que
funciona en carga de carácter inductivo
El diagrama del transformador
d. monofásico en cortocircuito
e.
El diagrama del transformador
monofásico que funciona con
carga resistiva
f.
El diagrama simplificado del
transformador monofásico o de
una fase del transformador trifásico que funciona en carga de carácter inductivo
TR.25.
¿Cuál es el desfase en grados entre las tensiones homólogas de alta y baja
tensión, en sentido horario, en el caso de un transformador monofásico, Įm,
y en el caso de un transformador trifásico en conexión Yz, Įt, respectivamente?
Įm ^0°; 90°; 180°`
a.
Įt = (2·k+1)·30°; k `
Įt  (0°; 360°@
Įm = (2·k+1) 30°; k `
d.
Įt = (2·k)·30°; k `
Įt, m (0°; 360°@
38
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
Įm  ^0°; 180°`
b.
c.
Įt = (2·k)·30°; k `
Įm ^0°; 180°`
e.
Įt = (2·k+1)·30°; k `
Įt  (0°; 360°@
Įt (0°; 360°@
Įm = (2·k) 30°; k `
Įm ^0°; 90°; 180°`
Įt = (2·k+1)·30°; k `
f.
Įt = (2·k)·30°; k `
Įt (0°; 360°@
Įt, m (0°; 360°@
TR.26.
¿Cuánto vale el índice de carga, c, de un transformador que funciona a una
carga un 20% inferior la carga nominal?
a.
1
c.
0,8
e.
1,2
b.
0,2
d.
0,5
f.
0,6
TR.27.
¿Qué representan las siguientes ecuaciones escritas en notación compleja?
­ U 1 R1 ˜ I 1 j ˜ X V1 ˜ I 1 E1
°
'
'
'
'
'
'
° U 2 R2 ˜ I 2 j ˜ X V 2 ˜ I 2 E 2
°
® E1 E '2 j ˜ X P ˜ I P RFe ˜ I Fe
°
N1
'
°I
˜I P
I 1 I 2 I P I Fe ; )
°¯ 1 0
Rm
a.
Las ecuaciones del transformador
ideal, en régimen permanente
d. real en cortocircuito
Las ecuaciones del transformador
e.
Las ecuaciones del transformador
real, en régimen permanente
Las ecuaciones del transformador
ideal en cortocircuito
f.
Las ecuaciones del transformador
ideal en vacío
b. real en vacío
c.
Las ecuaciones del transformador
TR.28.
¿Qué parte de la potencia transmitida por un autotransformador, S2, es por
conexión directa, Sd, y que parte por acoplamiento magnético, Sm?
39
Capítulo 2: TRANSFORMADOR
a.
Sd
S2 Sm ;
Sd
S2 Sm ;
Sm
§
1·
S2 ¨1 ¸
© ra ¹
Sm
S2
ra
d.
donde ra representa la relación de
transformación del autotransformador
donde ra representa la relación de
transformación del autotransformador
Sd
Sd = 0 y S2 = Sm
b. porque toda la potencia transmi-
tida al receptor se transfiere por
acoplamiento magnético
Sd
c.
S2 Sm
e.
S2
ra
S2
ra
Sm
donde ra representa la relación de
transformación del autotransformador
S2 = Sd
donde ra representa la relación de
transformación del autotransformador
f.
es decir que toda la potencia
transmitida al receptor se transfiere por conexión directa
TR.29.
Se considera un transformador eléctrico trifásico en conexión Dy5, cuyas
tensiones nominales son 380 V y 120 V. ¿Cuánto vale la relación de transformación, rT, el factor de reducción de las tensiones secundarias al primario, kT, el factor de reducción de las corrientes, kI, y el factor de reducción de
la resistencia secundaria, kR, si el transformador se alimenta por la parte de
alta tensión?
rT = 3,16
a.
b.
kT = 5,48
kI = 0,182
rT = 1,182
c.
kT = 0,315
kI = 3,16
rT = 5,48
e.
kT = 3,16
kI = 0,315
kR = 30,08
kR = 5,48
kR = 10,027
rT = 5,48
rT = 3,16
rT = 1,182
kT = 5,48
kI = 1,828
kR = 10,027
d.
kT = 3,16
kI = 0,315
kR = 30,08
f.
kT = 5,48
kI = 0,182
kR = 30,08
40
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
TR.30.
Tres transformadores trifásicos conectados en paralelo alimentan una carga
total ST = 3·Sn. Se conocen las potencias nominales, Sn1 = Sn, Sn2 = Sn,
Sn3 = 2·Sn y las tensiones de nominales de cortocircuito, Hcc1 = Hccn,
Hcc2 = 1,05·Hccn, Hcc3 = Hccn, de cada transformador. ¿Cómo se distribuye la
potencia total entre los tres transformadores?
S1 = S2 = Sn
a.
S3 = 2·Sn
c.
S1 = 0,759·Sn
b.
S2 = 0,723·Sn
S3 = 1,446·Sn
S1 = S2 = 0,75·Sn
S3 = 1,5·Sn
S1 = 0,7233·Sn
e.
S3 = 1,518·Sn
S1 = 0,759·Sn
d.
S2 = 0,723·Sn
S3 = 1,518·Sn
S2 = 0,759·Sn
f.
S1 = S2 = Sn
S3 = Sn/2
LEYENDA
c
C
cos M10
cos Mcc
E1
E´2
f1
I1
I´2
I10
If
IFe
IP
índice de carga
carga puramente capacitiva
factor de potencia en vacío
factor de potencia en cortocircuito
fem de fase inducida por el campo magnético resultante
en el primario
fem de fase inducida por el campo magnético resultante
en el secundario, reducida al primario
frecuencia de alimentación
corriente de fase del primario
corriente de fase del secundario reducida al primario
corriente de fase cuando el transformador funciona en
vacío
corriente de excitación
componente activa de la corriente de fase de vacío
componente reactiva de la corriente de fase de vacío
(corriente de magnetización)
Capítulo 2: TRANSFORMADOR
kT = N1/N2
kI = N2/N1
kR = (N1/N2)2
L
N1
N2
NAT
NBT
P10
PFe
PJ1
PJ2
ra
rt
R
R1
R´2
Rcc
RFe
S1
41
factor de reducción de la tensión secundaria al primario
factor de reducción de la corriente secundaria al primario
factor de reducción de la resistencia (reactancia) secundaria al primario
carga puramente inductiva
número de espiras por una fase del devanado primario
número de espiras por una fase del devanado secundario
número de espiras por una fase del devanado de alta
tensión
número de espiras por una fase del devanado de baja
tensión
potencia absorbida en vacío
pérdidas en el hierro
pérdidas eléctricas en el devanado primario
pérdidas eléctricas en el devanado secundario
relación de transformación del autotransformador
relación de transformación del transformador
carga puramente resistiva
resistencia del devanado primario de un transformador
monofásico o, resistencia de una fase del devanado
primario de un transformador trifásico
resistencia del devanado secundario reducida al primario de un transformador monofásico o, resistencia de
una fase del devanado secundario, reducida al primario,
de un transformador trifásico
resistencia de cortocircuito, Kapp, de un transformador
monofásico o, resistencia de cortocircuito por fase de
un transformador trifásico
resistencia correspondiente a las pérdidas en el hierro
en una fase
potencia aparente absorbida del transformador (autotransformador)
42
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
S2
Sd
Sm
U1
U2
U´2
U10
U20
X1V
X´2V
Xcc
XP
Zcc
Hc
Hcc
HRcc
HXcc
potencia aparente transferida del transformador (autotransformador) al consumidor, receptor
potencia aparente transferida por el autotransformador
por conexión directa
potencia aparente transferida en autotransformador por
acoplamiento magnético
tensión de fase de alimentación del devanado primario
tensión de fase en los bornes del secundario cuando el
transformador funciona en carga
tensión de fase en los bornes del secundario, reducida al
primario
tensión de fase de alimentación del primario cuando el
transformador funciona en vacío
tensión de fase en los bornes del secundario cuando el
transformador funciona en vacío
reactancia de dispersión de una fase del devanado primario
reactancia de dispersión de una fase del devanado secundario reducida al primario
reactancia de cortocircuito, Kapp, (de una fase)
reactancia de magnetización (de una fase)
impedancia de cortocircuito, Kapp, (de fase)
caída de tensión [%]
tensión de cortocircuito [%]
componente activa de la tensión de cortocircuito [%]
componente reactiva de la tensión de cortocircuito [%]
Si a cualquiera de las magnitudes anteriores se le añade el subíndice “n” indica que el valor de dicha magnitud corresponde a condiciones nominales.
43
Capítulo 3: ASPECTOS GENERALES DE LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS
CAPÍTULO 3
ASPECTOS GENERALES DE
LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS
MER.1.
Se considera una máquina eléctrica con entrehierro uniforme y con dos pares de polos. En el estator está dispuesto un devanado distribuido, recorrido
por la corriente de manera que se consigan los dos pares de polos.
¿Cuál de las siguientes secciones transversales es la correcta? (hay que tener
en cuenta el sentido de la corriente por el devanado, el trayecto y el sentido
de las líneas del campo magnético útil, los polos formados)
N
S
a.
N
S
S
N
d.
N
S
S
N
N
b.
e.
N
S
S
S
N
44
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
N
S
c.
N
S
f.
N
S
N
S
MER.2.
Las velocidades síncronas del campo magnético giratorio (la fundamental),
para la frecuencia de 60 Hz son:
a.
3000; 1500; 1000; … r/min
d.
3000; 1800; 1200; … r/min
b.
3600; 3000; 1500; ... r/min
e.
3600; 1800; 1200; … r/min
c.
1800; 1500; 1200; … r/min
f.
4200; 3600; 3000; … r/min
MER.3.
Se considera una máquina eléctrica con entrehierro variable y con tres pares
de polos. En el estator está dispuesto un devanado concentrado, recorrido
por la corriente de manera que se consigan los tres pares de polos. ¿Cuál de
las siguientes secciones transversales es la correcta? (hay que tener en
cuenta el sentido de la corriente por el devanado, el trayecto y el sentido de
las líneas del campo magnético útil, los polos formados)
S
N
N
a.
d.
N
S
N
S
S
N
45
Capítulo 3: ASPECTOS GENERALES DE LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS
N
S
b.
N
S
e.
N
N
c.
S
N
S
N
N
S
N
N
S
S
N
S
S
f.
S
S
N
N
S
MER.4.
A una variación espacial de forma senoidal de la tensión magnética en el
entrehierro de una máquina eléctrica, le corresponde una variación de la inducción magnética de forma siguiente (se desprecia la saturación del circuito magnético):
a.
Senoidal
La inducción magnética tiene una forma de variación diferente de la forma
b. senoidal
c.
Si es una máquina de corriente alterna, entonces la inducción magnética tiene una variación senoidal también
Si la máquina tiene el entrehierro constante, entonces la inducción magnéti-
d. ca tiene una forma de variación diferente de la forma senoidal
e.
Si la máquina tiene polos salientes en el estator entonces la inducción magnética tiene una variación senoidal también
46
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
f.
En el caso de las máquinas síncronas con polos lisos y de las máquinas asíncronas trifásicas la inducción magnética tiene una variación senoidal y en el
caso de las máquinas síncronas con polos salientes la inducción magnética
tiene una forma de variación diferente de la forma senoidal
MER.5.
Se considera una máquina eléctrica con 10 polos. ¿Cuánto vale el periodo de
la tensión magnética en grados geométricos (Tg) y en grados eléctricos (Te)
respectivamente y cuantos periodos en grados eléctricos corresponden a un
ángulo geométrico igual a 2S?
a.
b.
Tg = 2S; Te = 2S/10
10 periodos
Tg = 2S; Te = 2S/5
5 periodos
c.
d.
Tg = 2S/10; Te = 2S
1 periodo
Tg = 2S/5; Te = 2S
10 periodos
e.
f.
Tg = 2S/5; Te = 2S
5 periodos
Tg = Te = 2S
1 periodo
MER.6.
Se considera un devanado monofásico, distribuido. Si la fuerza magnetomotriz correspondiente a una ranura es igual a 48 A y la corriente que pasa
por el devanado es igual a 4 A, ¿cual es el numero de conductores de ida y
cuál es el numero de conductores de vuelta de cada ranura en el caso en que
el devanado esta en una capa o en doble capa respectivamente?
a.
1 capa: 12 conductores de ida o
12 conductores de vuelta
2 capas: 6 conductores de ida y 6
conductores de vuelta
d.
b.
12 conductores de ida y 12 conductores de vuelta, indiferente del
tipo del devanado
e.
c.
6 conductores de ida y 6 conductores de vuelta, indiferente del
tipo del devanado
f.
1 capa: 12 conductores de ida o
12 conductores de vuelta
2 capas: 12 conductores de ida y
12 conductores de vuelta
1 capa: 24 conductores de ida o
24 conductores de vuelta
2 capas: 12 conductores de ida y
12 conductores de vuelta
12 conductores de ida o 12 conductores de vuelta, indiferente del
tipo del devanado
Capítulo 3: ASPECTOS GENERALES DE LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS
47
MER.7.
Se considera una máquina eléctrica rotativa con el entrehierro constante,
equipada en una de las dos armaduras con un devanado m – fásico, simétrico, distribuido, recorrido por un sistema m – fásico, de corrientes equilibrado; m  ` . ¿Cuál es el número mínimo de fases necesario para que se produzca un campo magnético giratorio?
a.
m=3
d.
b.
Por este método no se puede conseguir un campo magnético giratorio
e.
p representa el número de pares
de polos
c.
m=2
f.
m=6
m=1
m = 2·p
MER.8.
Se considera una máquina eléctrica rotativa con 5 pares de polos. El ángulo
geométrico, D, y el ángulo eléctrico, T, entre dos polos sucesivos es igual a:
a.
b.
D=S
T = S/5
D = S/5
T = 2S/5
c.
d.
D = S/5
T=S
D = 2S/5
T = S/2
e.
f.
D = 2S/5
T=S
D = S/10
T = S/2
MER.9.
Se considera una máquina eléctrica equipada en una de las armaduras con
un devanado trifásico simétrico (AX, BY, CZ) recorrido por un sistema trifásico equilibrado de corrientes:
iA = I·cos(Z1·t); iB = I·cos(Z1·t - 2S/3); iC = I·cos(Z1·t - 4S/3)
Para Z1·t = 11S/6, las corrientes que recorren los devanados son:
a.
iA > 0; iB > 0; iC > 0;
d.
iA < 0; iB > 0; iC > 0;
b.
iA > 0; iB < 0; iC > 0;
e.
iA < 0; iB > 0; iC = 0;
48
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
c.
f.
iA > 0; iB < 0; iC = 0;
iA < 0; iB < 0; iC > 0;
MER.10.
Se considera una máquina eléctrica rotativa para la cual, la curva idealizada
de la inducción magnética a lo largo de la circunferencia, en función del ángulo se presenta en la figura MER.10.
x ¿Cómo es el entrehierro de esta máquina?
x ¿La variación de la inducción magnética está representada en función
del ángulo eléctrico o del ángulo geométrico?
x ¿Cuantos pares de polos, p, tiene esta máquina?
B
-ʌ
2p
9ʌ
2p
5ʌ
2p
ʌ
2p
3ʌ
2p
7ʌ
2p
ángulo
11ʌ
2p
Fig. MER.10
a.
ƒ Entrehierro variable
ƒ Ángulo geométrico
ƒ p=4
b.
ƒ Entrehierro variable
ƒ Ángulo eléctrico
ƒ p=4
c.
ƒ Entrehierro constante
ƒ Ángulo eléctrico
ƒ p=3
ƒ Entrehierro variable
d. ƒ Ángulo eléctrico
ƒ p=3
e.
ƒ Entrehierro constante
ƒ Ángulo geométrico
ƒ p=4
f.
ƒ Entrehierro constante
ƒ Ángulo eléctrico
ƒ p=8
MER.11.
Se considera una máquina eléctrica rotativa para la cual, la curva idealizada
de la inducción magnética a lo largo de la circunferencia, en función del ángulo se presenta en la figura MER.11.
Capítulo 3: ASPECTOS GENERALES DE LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS
49
x ¿Cómo es el entrehierro de esta máquina?
x ¿La variación de la inducción magnética está representada en función
del ángulo eléctrico o del ángulo geométrico?
x ¿Cuantos pares de polos, p, tiene esta máquina?
B
-ʌ
2
9ʌ
2
5ʌ
2
ʌ
2
3ʌ
2
7ʌ
2
ángulo
11ʌ
2
Fig. MER.11
ƒ Entrehierro variable
a.
ƒ Ángulo geométrico
d. ƒ Ángulo eléctrico
ƒ p=4
ƒ p=3
ƒ Entrehierro variable
ƒ Entrehierro constante
b. ƒ Ángulo eléctrico
c.
ƒ Entrehierro variable
e.
ƒ Ángulo geométrico
ƒ p=4
ƒ p=4
ƒ Entrehierro constante
ƒ Entrehierro constante
ƒ Ángulo eléctrico
ƒ p=3
f.
ƒ Ángulo eléctrico
ƒ p=8
MER.12.
Se considera una máquina eléctrica con entrehierro constante. El estator está
equipado con un devanado trifásico, simétrico (AX, BY, CZ) recorrido por
un sistema trifásico equilibrado de corrientes:
iA = I·cos(Z1·t); iB = I·cos(Z1·t - 2S/3); iC = I·cos(Z1·t - 4S/3)
Para Z1·t = 7S/6, los sentidos correctos de las corrientes que pasan por los
devanados están indicados en la figura:
50
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
A
A
Z
a.
Z
Y
B
d.
Y
B
C
X
A
A
Z
b.
Z
Y
B
e.
Y
B
C
X
C
X
A
A
Z
Z
c.
C
X
Y
B
X
C
Y
f.
B
X
C
MER.13.
En el caso en que el rotor está girando con la velocidad angular : pero en
sentido opuesto al sentido de rotación del campo magnético giratorio cuya
velocidad angular es :1, el deslizamiento del rotor respecto al campo magnético giratorio es igual a:
Capítulo 3: ASPECTOS GENERALES DE LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS
s
a.
b.
s
c.
s
:1 :
:
:1 :
:1
:1 :
:1
d.
s
e.
s
f.
s
51
:1 :
:
:1 :
:1
: :1
:1
MER.14.
Se considera una máquina eléctrica rotativa con entrehierro constante. En el
estator está dispuesto un devanado trifásico, simétrico (AX, BY, CZ) recorrido por un sistema trifásico equilibrado de corrientes (fig. MER.14):
iA = I·cos(Z1·t)
iB = I·cos(Z1·t - 2S/3)
iC = I·cos(Z1·t - 4S/3)
La componente fundamental de la fmm correspondiente a la fase AX tiene
la expresión:
FA
Fm1 ˜ cos Z1 ˜ t ˜ cos Ts
șs
iA
Z
A
Y
iC
B
iB
X
C
Fig. MER.14
La componente fundamental de la fmm resultante producida por el devanado trifásico es:
52
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
a.
F1
b.
c.
3 ˜ Fm1
˜ cos Z1 ˜ t Ts
2
d.
3 ˜ Fm1
˜ cos Ts
2
e.
F1
3 ˜ Fm1 ˜ cos Z1 ˜ t Ts
3 ˜ Fm1 ˜ cos Z1 ˜ t Ts
f.
F1
3 ˜ Fm1
˜ cos Z1 ˜ t Ts
2
F1
F1
F1
3 ˜ Fm1 ˜ cos Ts
MER.15.
Se considera una máquina eléctrica rotativa de corriente alterna con 2p polos, cuyo rotor está girando con la velocidad angular :, en el mismo sentido
que el campo magnético giratorio cuya velocidad angular es :1 (en el sistema de referencia del estator, S0); en el rotor está dispuesto un devanado trifásico con N2 espiras por fase. Se conocen:
x el flujo magnético total a través de las N2 espiras del devanado de la
fase “ax”:
) 2a N 2 ˜ K N 2 ˜ ) m ˜ cos Z1 ˜ t p ˜ D
x la corriente que recorre las espiras del devanado de la fase “ax”:
S
§
·
ia
2 ˜I 2 ˜ cos ¨ s ˜ Z 1 ˜ t M2 ¸
2
©
¹
donde ij2 es el desfase respecto a la fem e2a y s representa el deslizamiento
del rotor respecto al campo magnético giratorio.
El par electromagnético desarrollado por la fase “ax” es:
a.
Ta
b.
1
˜ N 2 ˜ K N 2 ˜ ) m ˜ I 2 ˜ 2 ˜ ª¬ cos M2 cos 2 ˜ s ˜ Z1 ˜ t S M2 º¼
2
Ta
1
˜ p ˜ N 2 ˜ K N 2 ˜ ) m ˜ I 2 ˜ 2 ˜ cos 2 ˜ s ˜ Z1 ˜ t S M2
2
c.
Ta
1
˜ N 2 ˜ K N 2 ˜ ) m ˜ I 2 ˜ 2 ˜ ª¬ cos(M2 S) cos 2 ˜ s ˜ Z1 ˜ t S M2 º¼
2
d.
Ta
1
˜ p ˜ N 2 ˜ K N2 ˜ ) m ˜ I 2 ˜ 2 ˜ ª¬ cos M2 cos 2 ˜ s ˜ Z1 ˜ t S M2 º¼
2
Capítulo 3: ASPECTOS GENERALES DE LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS
e.
1
˜ p ˜ N 2 ˜ K N2 ˜ ) m ˜ I 2 ˜ 2 ˜ ª¬cos M2 cos s ˜ Z1 ˜ t S M2 º¼
2
Ta
f.
53
Ta
1
˜ p ˜ N 2 ˜ K N2 ˜ ) m ˜ I 2 ˜ 2 ˜ ª¬cos M2 cos 2 ˜ s ˜ Z1 ˜ t º¼
2
MER.16.
¿Que representa la línea discontinua de la figura MER.16?
Fig. MER.16
a.
Línea del flujo magnético de dis-
Línea del flujo magnético útil
d. persión de ranura
b. del flujo magnético de dispersión
Línea de la componente armónica
e.
Línea del flujo magnético de dispersión de cabezas de bobinas
Línea del flujo magnético de dispersión de cabezas de dientes
f.
Línea del flujo magnético útil del
rotor o línea del flujo magnético
de dispersión del estator
c.
MER.17
¿Que representan las líneas discontinuas de la figura MER.17?
B
I
A
II
Fig. MER.17
III
54
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
a.
I: línea de la componente armónica del flujo magnético de dispersión
II: líneas del flujo magnético de
dispersión de cabezas de dientes
III: líneas del flujo magnético útil
b.
I: línea del flujo magnético de
dispersión de ranura
II: líneas del flujo magnético de
dispersión de cabezas de bobinas
III: líneas del flujo magnético de
dispersión de cabezas de dientes
c.
I: línea del flujo magnético de
dispersión de cabezas de dientes
II: líneas del flujo magnético de
dispersión de cabezas de bobinas
III: líneas del flujo magnético útil
d.
I: línea del flujo magnético de
dispersión de cabezas de dientes
II: líneas del flujo magnético de
dispersión de cabezas de bobinas
III: líneas del flujo magnético de
dispersión de ranura
e.
I: línea del flujo magnético de
dispersión de cabezas de dientes
II: líneas del flujo magnético útil
III: líneas del flujo magnético de
dispersión de ranura
f.
I: línea del flujo magnético de
dispersión de cabezas de bobinas
II: líneas de la componente armónica del flujo magnético de dispersión
III: líneas del flujo magnético de
dispersión de ranura
MER.18.
El par electromagnético de una máquina eléctrica rotativa de corriente alterna se calcula mediante:
Teorema de fuerzas generalizadas
en el campo eléctrico:
a.
b.
T
§ dWm ·
¨
¸
© dx ¹) cte
§ dWm ·
¨ dx ¸
©
¹i cte
Teorema de fuerzas generalizadas
en el campo magnético:
d.
T
§ dWm ·
¨ dx ¸
©
¹) cte
§ dWm ·
¨
¸
© dx ¹i cte
donde: Wm es la energía y x es un
ángulo
donde: Wm es la energía y x es un
ángulo
Teorema de fuerzas generalizadas
en el campo magnético:
Teorema de fuerzas generalizadas
en el campo magnético:
T
§ dWm ·
¨ dx ¸
©
¹) cte
§ dWm ·
¨
¸
© dx ¹i cte
donde: Wm es la energía magnética y x es una longitud
e.
T
§ dWm ·
¨
¸
© dx ¹) cte
§ dWm ·
¨ dx ¸
©
¹i cte
donde: Wm es la energía magnética y x es un ángulo
55
Capítulo 3: ASPECTOS GENERALES DE LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS
Teorema de fuerzas generalizadas
en el campo eléctrico:
c.
T
§ dWm ·
¨ dx ¸
©
¹) cte
§ dWm ·
¨
¸
© dx ¹i cte
Teorema de fuerzas generalizadas
en el campo magnético:
f.
donde: Wm es la energía magnética y x es una longitud
T
§ dWm ·
¨
¸
© dx ¹) cte
§ dWm ·
¨ dx ¸
©
¹i cte
donde: Wm es la energía magnética y x es una longitud
MER.19
Se considera una máquina eléctrica con el entrehierro uniforme; en el rotor
está dispuesto un devanado monofásico, con paso diametral, con q ranuras
por polo y por fase, recorrido por corriente continua. La curva correspondiente a la tensión magnética se presenta en la figura MER.19.
F(D)
-ʌ
ʌ
D
Fig. MER.19
¿Cuál es el número de ranuras por polo y por fase, q?
a.
q=1oq=3
d.
q=4
b.
q=2oq=4
e.
El número de ranuras por polo y
por fase no influye la forma de la
tensión magnética
c.
q=3
f.
q=2
MER.20.
Se considera una máquina eléctrica rotativa cuyo rotor está girando con la
velocidad angular :, en el mismo sentido que el campo magnético giratorio,
56
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
cuya velocidad angular es :1 (en el sistema de referencia del estator, S0); en
el rotor está dispuesto un devanado trifásico con N2 espiras por fase.
El par electromagnético desarrollado por el devanado “ax” es:
1
˜ p ˜ N 2 ˜ K N2 ˜ ) m ˜ I 2 ˜ 2 ˜ ª¬ cos M2 cos 2 ˜ s ˜ Z1 ˜ t S M2 º¼
2
Ta
El par electromagnético total que actúa sobre el rotor es:
a.
T
b.
T
3
˜ p ˜ N 2 ˜ K N 2 ˜ ) m ˜ I 2 ˜ 2 ˜ cos M2
2
Ta Tb Tc
Ta Tb Tc
3
p ˜ N 2 ˜ K N2 ˜ ) m ˜ I 2 ˜ 2 ˜ cos M2 s ˜ Z1 ˜ t
2
Ta Tb Tc
3
˜ p ˜ N 2 ˜ K N2 ˜ ) m ˜ I 2 ˜ 2 ˜ cos Z1 ˜ t
2
d.
T
3 ˜ Ta
3
˜ p ˜ N 2 ˜ K N 2 ˜ ) m ˜ I 2 ˜ 2 ˜ cos M2
2
e.
T
3 ˜ Ta
3 ˜ p ˜ N 2 ˜ K N 2 ˜ ) m ˜ I 2 ˜ 2 ˜ cos M2
c.
T
f.
T
Ta Tb Tc
3 ˜ p ˜ N 2 ˜ K N 2 ˜ ) m ˜ I 2 ˜ 2 ˜ cos M2
MER.21.
Si las magnitudes y1, y2, y3 forman un sistema trifásico equilibrado, entonces
estas magnitudes tienes las siguientes expresiones:
y1
a.
y2
y3
b.
I1 ˜ 2 ˜ sin Z ˜ t
2S ·
§
I 2 ˜ 2 ˜ sin ¨ Z ˜ t ¸
3 ¹
©
4S ·
§
I 3 ˜ 2 ˜ sin ¨ Z ˜ t ¸
3 ¹
©
y1
d.
y2
y3
y1
I ˜ 2 ˜ sin Z ˜ t
y1
y2
S·
§
I ˜ 2 ˜ sin ¨ Z ˜ t ¸
2¹
©
S·
§
I ˜ 2 ˜ sin ¨ Z ˜ t ¸
2¹
©
y2
y3
e.
y3
I ˜ 2 ˜ sin Z ˜ t
2S
§
·
I ˜ 2 ˜ sin ¨ Z ˜ t M¸
3
©
¹
4S
§
·
I ˜ 2 ˜ sin ¨ Z ˜ t 2M ¸
3
©
¹
I1 ˜ 2 ˜ sin Z1 ˜ t
2S ·
§
I 2 ˜ 2 ˜ sin ¨ Z2 ˜ t ¸
3 ¹
©
4S ·
§
I 3 ˜ 2 ˜ sin ¨ Z3 ˜ t ¸
3 ¹
©
57
Capítulo 3: ASPECTOS GENERALES DE LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS
y1
I ˜ 2 ˜ sin Z1 ˜ t
2S ·
§
I ˜ 2 ˜ sin ¨ Z2 ˜ t ¸
3 ¹
©
4S ·
§
I ˜ 2 ˜ sin ¨ Z3 ˜ t ¸
3 ¹
©
y2
c.
y1
y3
I ˜ 2 ˜ sin Z ˜ t
2S ·
§
I ˜ 2 ˜ sin ¨ Z ˜ t ¸
3 ¹
©
4S ·
§
I ˜ 2 ˜ sin ¨ Z ˜ t ¸
3 ¹
©
y2
f.
y3
MER.22.
¿Qué ley del electromagnetismo se utiliza para calcular la fem inducida en
una bobina?
¿De que tipo puede ser la fem inducida en una bobina?
Ley de la inducción electromagnética
em
a.
wB
˜d A , fem de moviwt
S*
³
miento
et
³ v u B ˜dr ,
fem
Ley del circuito magnético
et
d.
vimiento
transformación
Ley de la conservación del flujo
electromagnético
Ley del circuito magnético
et
wB
˜ d A , fem de moviwt
S*
³
b. miento
³ v u B ˜dr ,
fem
et
e.
de
vimiento
Ley de la inducción electromagnética
c.
wB
˜ d A , fem de transwt
S*
formación
em
³ v u B ˜ d r , fem de mo*
vimiento
³ v u B ˜ d r , fem de mo*
transformación
³
wB
˜d A , fem de transwt
S*
³
formación
em
*
em
³ v u B ˜ d r , fem de mo*
*
em
formación
em
de
wB
˜ d A , fem de transwt
S*
³
El segundo teorema de Kirchhoff
em
f.
wB
˜ d A , fem de moviwt
S*
³
miento
et
³ v u B ˜dr ,
*
transformación
fem
de
58
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
MER.23.
¿Cuánto vale la fem inducida por un campo magnético giratorio de velocidad angular :1 en un conductor que se desplaza con la misma velocidad :1
(en ambos casos la velocidad angular se mide respecto al mismo sistema de
referencia)?
a.
En esta situación no se puede calcular la fem inducida
e
ductor e i es la corriente que recorre el conductor
e
La fem inducida es igual a cero
R ˜i
b. donde R es la resistencia del con-
c.
d.
N ˜ eespira
donde N es el número de espiras
e.
f.
e
E ˜ 2 ˜ cos Z1 ˜ t
e
wB
³ wt ˜ d A
S*
MER.24.
El periodo de la tensión magnética correspondiente al ángulo eléctrico es
T = 2S.
¿Cuántos pares de polos tiene la máquina?
a.
p=2
d.
p =5
b.
No se puede determinar el número de pares de polos, el periodo
correspondiente al ángulo eléctrico es siempre T = 2S
e.
p=1op=2
c.
p=3
f.
La máquina tiene un número impar de pares de polos
MER.25.
Se considera un devanado monofásico en una capa, cuya bobina tiene Nb espiras. ¿Cuántos conductores de ida y/o cuántos conductores de vuelta están
en una ranura?
Capítulo 3: ASPECTOS GENERALES DE LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS
a.
b.
c.
Nb conductores de ida o
Nb conductores de vuelta
Nb/2 conductores de ida y
Nb/2 conductores de vuelta
Nb conductores de vuelta
d.
e.
f.
59
Nb conductores de ida y
Nb conductores de vuelta
Nb conductores de ida
Nb/2 conductores de ida o
Nb/2 conductores de vuelta
MER.26.
¿Cuál es la relación entre la pulsación de las corrientes del estator Z1 y la
pulsación de la fem inducida por un campo magnético giratorio, cuya velocidad angular es :1, en un conductor dispuesto en rotor de la máquina en el
caso en que el rotor está en reposo Z2r y en movimiento Z2m con la velocidad angular : z :1, respectivamente?
a.
b.
c.
Z2r = Z2m = Z1
Z2r = Z2m = s·Z1
donde: s = (:1 - :)/:1
Z2r = Z1; Z2m = s·Z1
donde s = (:1 - :)/:
d.
e.
f.
Z2r = s·Z1; Z2m = Z1
donde: s = (:1 - :)/:1
Z2r = s·Z1; Z2m = Z1
donde: s = (:1 - :)/:
Z2r = Z1; Z2m = s·Z1
donde: s = (:1 - :)/:1
MER.27.
Se considera un devanado monofásico en doble capa, cuya bobina tiene Nb
espiras. ¿Cuántos conductores de ida y/o cuántos conductores de vuelta están en una ranura?
a.
Nb conductores de ida o
Nb conductores de vuelta
d.
Nb conductores de ida y
Nb conductores de vuelta
b.
Nb/2 conductores de ida y
Nb/2 conductores de vuelta
e.
Nb conductores de ida
c.
Nb conductores de vuelta
f.
Nb/2 conductores de ida o
Nb/2 conductores de vuelta
60
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
MER.28.
Se considera una máquina eléctrica rotativa de corriente alterna con 8 polos.
Si la frecuencia es f1 = 60 Hz, ¿cuánto valen las velocidades síncronas correspondientes a la fundamental, n1(1), y a la armónica de orden 5, n1(5), respectivamente?
a.
b.
c.
n1(5) = 900 r/min
n1(5) = 4500 r/min
n1(1) = 450 r/min
n1(5) = 180 r/min
n1(1) = 450 r/min
n1(5) = 450 r/min
d.
e.
f.
n1(1) = 900 r/min
n1(5) = 180 r/min
n1(1) = 450 r/min
n1(5) = 900 r/min
n1(1) = 900 r/min
n1(5) = 900 r/min
MER.29.
¿Cuanto vale el deslizamiento del rotor respecto al campo magnético giratorio inductor producido por un devanado trifásico, simétrico recorrido por un
sistema trifásico, simétrico de corrientes, en el caso en que el rotor esté girando con la velocidad síncrona?
En este caso no se puede calcular
a.
s=1
d. el deslizamiento
b.
s = 10%
e.
s = 1,5
c.
El deslizamiento puede tener
cualquier valor positivo
f.
s=0
MER.30.
Una máquina eléctrica rotativa, con el entrehierro constante, tiene un devanado trifásico en el estator, simétrico (AX, BY, CZ) recorrido por un sistema trifásico, simétrico de corrientes (iA = I·cos (Z1·t); iB; iC).
¿Para qué instante de tiempo Z1·t corresponden los sentidos de las corrientes
por los devanados AX, BY, CZ, el trayecto y el sentido de las líneas del
campo magnético giratorio que se presenta en la figura MER.30?
Capítulo 3: ASPECTOS GENERALES DE LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS
șs
A
iA
Y
Z X
B
61
iC
X
C
iB
X
Fig. MER.30
a.
Z1·t = ʌ
d.
Z1·t = 3ʌ /2
b.
Z1·t = ʌ /2
e.
Z1·t = ʌ /4
c.
Z1·t = ʌ /6
f.
Z1·t = 2ʌ /3
LEYENDA
ax, by, cz
AX, BY, CZ
B
e
em
et
f1
FA
F1
Fm1
devanado trifásico simétrico dispuesto en el rotor
devanado trifásico simétrico dispuesto en el estator
inducción magnética
fem
fem de movimiento
fem de transformación
frecuencia de la tensión y de la corriente del estator
fundamental de la fmm producida por el devanado monofásico AX recorrido por la corriente iA
fundamental de la fmm resultante, producida por un
devanado trifásico
amplitud de la fmm producida por un devanado monofásico
62
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
S
§
·
2 ˜ I 2 ˜ cos ¨ s ˜ Z1 ˜ t M2 ¸
la corriente que recorre las espi2
©
¹
ras del devanado de la fase ax cuando el rotor gira con
la velocidad n z n1, donde M2 representa el desfase de la
corriente ia respecto a la fem e2a
iA, iB, iC
sistema trifásico equilibrado de corrientes:
iA = I·cos(Z1·t); iB = I·cos(Z1·t - 2S/3); iC = I·cos(Z1·t 4S/3)
KN2
factor de bobinado del devanado trifásico del rotor
m
número de fases
n
velocidad del rotor
n1
velocidad del campo magnético giratorio, velocidad de
sincronismo
N2
número de espiras del devanado de fase ax
Nb
número de espiras de una bobina
p
número de pares de polos
q
número de ranuras por polo y por fase
s
deslizamiento del rotor respeto al campo magnético inductor
T
periodo de la fmm
T
par electromagnético
Ta,b,c
par electromagnético desarrollado por la fase ax, by, cz
respectivamente
Te
período de la fmm, en grados eléctricos
Tg
período de la fmm, en grados geométricos
Wm
energía magnética
D
ángulo geométrico
T
ángulo eléctrico
Ts
ángulo eléctrico en el sistema de referencia del estator
)2a
flujo magnético total a través de las N2 espiras del devanado de la fase ax
)m
flujo máximo
ia
Capítulo 3: ASPECTOS GENERALES DE LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS
Z1 = 2S·f1
Z2m
Z2r
:
:1
63
pulsación de las magnitudes del estator
pulsación de la fem inducida por un campo magnético
giratorio en un conductor dispuesto en rotor de la máquina en el caso en que el rotor está en movimiento
respecto al campo magnético giratorio
pulsación de la fem inducida por un campo magnético
giratorio en un conductor dispuesto en rotor de la máquina en el caso en que el rotor está en reposo
velocidad angular del rotor
velocidad angular del campo magnético giratorio, velocidad angular de sincronismo
Si a cualquiera de las magnitudes anteriores se le añade el subíndice “n” indica que el valor de dicha magnitud corresponde a condiciones nominales.
65
Capítulo 4: MÁQUINA ASÍNCRONA
CAPÍTULO 4
MÁQUINA ASÍNCRONA
MA.1.
El par máximo del motor asíncrono trifásico, alimentado a tensión nominal,
es Tm. ¿Qué valor tiene el par máximo, T’m, si la tensión de alimentación es
U’1 = U1n / 2 ?
a.
T’m = Tm /2
c.
T’m = Tm / 2
e.
T’m = 2·Tm
b.
T’m = Tm
d.
T’m =
f.
T’m = Tm /4
2 Tm
MA.2.
¿Cómo se ve afectado el deslizamiento crítico del motor asíncrono trifásico
cuando la frecuencia de la tensión de alimentación disminuye?
sm
a.
R2'
R12 X V2
Disminuye
d. Aumenta
Depende del tipo del motor asín-
e.
Permanece constante
f.
Aumenta si el motor asíncrono
trifásico es de rotor bobinado y
permanece constante si el motor
es de rotor en jaula de ardilla
b. crono
c.
Disminuye si el motor asíncrono
trifásico es de rotor bobinado y
permanece constante si el motor
es de rotor en jaula de ardilla
MA.3.
¿Cómo se modifica el deslizamiento crítico del motor asíncrono trifásico si
se conecta en serie con el devanado del rotor un reostato de regulación?
66
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
sm
R2'
R12 X V2
Disminuye si es de rotor bobina-
a.
Disminuye
d. do y permanece constante si es de
b.
Aumenta para un motor con rotor
bobinado y es imposible conectar
un reostato al rotor en el caso de
un rotor en jaula de ardilla
e.
Aumenta si el motor es con rotor
bobinado y disminuye si el motor
es con rotor en jaula de ardilla
c.
Aumenta
f.
Permanece constante
rotor en jaula de ardilla
MA.4.
¿El motor asíncrono trifásico puede funcionar en vacío?
a.
Sí, sólo en el caso en que el motor sea de rotor bobinado y en el
arranque el devanado del rotor
esté abierto
b. Sí
c.
Sí, en el caso en que el motor sea
de rotor bobinado
Sí, en el caso en que el motor es
d. con rotor en cortocircuito
e.
No
f.
Sí, sólo en el caso en que el
arranque se hace con autotransformador
MA.5.
Teniendo en cuenta el esquema equivalente en T del motor asíncrono trifásico, fig. MA.5, la corriente del rotor reducida al estator es:
I1
Z1
Z’2s
I10
U1
Z0
Fig. MA.5
I’2
67
Capítulo 4: MÁQUINA ASÍNCRONA
'
a.
I2
b.
I2
'
c.
I2
'
d.
I2
'
e.
I2
'
f.
I2
'
U1
Z 1 c1 ˜ Z
'
2s
U1
Z 1 c1 ˜ Z
'
2s
U1
c1 ˜ Z 1 Z
'
2s
U1
'
Z 0 c1 ˜ Z 2s
U1
c1 ˜ Z 1 Z
'
2s
U1
c1 ˜ Z 0 Z
'
2s
; c1
§ Z0
·
1¸
¨
© Z1
¹
; c1
§ Z1
·
1¸
¨
© Z0
¹
; c1
§ Z0
·
1¸
¨
Z
© 1
¹
; c1
§ Z1
·
1¸
¨
Z
© 0
¹
; c1
§ Z1
·
1¸
¨
© Z0
¹
; c1
§ Z1
·
1¸
¨
© Z0
¹
MA.6.
La característica mecánica natural del motor asíncrono trifásico es:
Una característica mecánica dura
n
n T
U1
U1n
cte
f1
f1n
cte
Una característica mecánica rígida
n
n
a.
d.
n0
T
n T
U1
U1n
cte
f1
f1n
cte
n
n0
T
68
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
Una característica mecánica dura
n
n T
U1
U1n
Una característica mecánica dura
cte
n
n
b.
n T
U1
U1n
cte
If
I fn
cte
n
e.
n1
n0
T
T
Una característica mecánica elástica
n
c.
n T
n
U1
U1n
cte
f1
f1n
cte
If
I fn
cte
Una característica mecánica dura
n
n T
U1
U1n
cte
If
I fn
cte
f1
f1n
cte
n
f.
n0
n1
T
T
MA.7.
¿Cómo se ve afectado el deslizamiento crítico, sm, del motor asíncrono trifásico si la tensión de alimentación aumenta 3 veces?
sm
R2'
R12 X V2
a.
Disminuye
d. Aumenta
b.
Aumenta si el motor asíncrono es
con rotor bobinado y disminuye
si el motor asíncrono es con rotor
en jaula de ardilla
e.
Permanece constante
69
Capítulo 4: MÁQUINA ASÍNCRONA
c.
Disminuye si el motor asíncrono
es con rotor bobinado y permanece constante si es con rotor en
jaula de ardilla
f.
Aumenta si el motor asíncrono es
con rotor bobinado y permanece
constante si es con rotor en jaula
de ardilla
MA.8.
¿Cómo se modifica el par máximo del motor asíncrono trifásico si se conecta en serie con el devanado del rotor un reostato?
Tm
a.
3 ˜U12
2 ˜ :1 ˜ R1 R12 X V2
Si el motor es con rotor en cortocircuito, entonces no se puede
conectar el reostato y si es con
rotor bobinado el par máximo no
cambia
Disminuye si el motor es con ro-
d. tor en jaula de ardilla y aumenta
si es con rotor bobinado
b. Aumenta
e.
Disminuye si el motor es con rotor en jaula de ardilla y no cambia
si es con rotor bobinado
c.
f.
Disminuye si el motor es con rotor bobinado y no cambia si es
con rotor en cortocircuito
Disminuye
MA.9.
Para un motor asíncrono trifásico ¿cuál es la relación entre la velocidad de
vacío, n’0, cuando se alimenta a una tensión U’1 = U1n /3, y la velocidad de
vacío, n0, cuando se alimenta a la tensión nominal U1n?
n’0 = n0 /3
a.
n’0 = n0 /3
d. si el devanado del estator esta conectado en estrella
n’0 = n0
b. pero sólo cuando la frecuencia
disminuye 3 veces también
e.
n’0 = n0 /9
70
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
c.
f.
n’0 = n0
n’0 = 3·n0
si el devanado del estator está conectado en triángulo
MA.10.
¿Cómo se modifica el par máximo del motor asíncrono trifásico si tanto el
valor eficaz de la tensión de alimentación como su frecuencia disminuyen 2
veces (se desprecia la resistencia del devanado del estator)?
Tm
3·U12
2·:1 · R1 R12 X V2
Permanece constante si el motor
a.
Disminuye 2 veces
d. funciona a la velocidad síncrona
b.
Permanece constante si el motor
es con rotor bobinado y disminuye 4 veces si es con rotor en jaula
de ardilla
e.
Disminuye 4 veces
f.
Permanece constante si el motor
es con rotor en jaula de ardilla y
disminuye 4 veces si es con rotor
bobinado
c.
Permanece constante
MA.11.
El par de arranque del motor asíncrono trifásico con rotor en cortocircuito,
alimentado a la tensión nominal es Ta. ¿Cuánto vale el par de arranque, T’a,
si el motor se alimenta a la tensión U’1 = U1n /3?
T’a = Ta
a.
T’a = Ta /3
b.
T’a = Ta
c.
T’a = 3· Ta
e.
si el motor arranca
en vacío
d.
T’a = Ta /9
f.
T’a = Tm
MA.12.
¿Cuánto vale el deslizamiento del motor asíncrono trifásico cuando se realizan ensayos en vacío y en cortocircuito?
71
Capítulo 4: MÁQUINA ASÍNCRONA
¿Cuál es la justificación de las respuestas?
a.
b.
Funcionamiento en vacío:
s = 1 porque n = 0
Funcionamiento en cortocircuito:
s = 0 porque el rotor está bloqueado
Funcionamiento en vacío:
s = sn porque n = nn
Funcionamiento en cortocircuito:
s = 1 porque n = 0 (el rotor está
bloqueado)
Funcionamiento en vacío:
d.
s = 1 porque n = 0 (el rotor está
bloqueado)
e.
Funcionamiento en vacío:
c.
s o 0 porque n0 o n1
Funcionamiento en cortocircuito:
s = 1 porque n = nn
s o 0 porque n0 o n1
Funcionamiento en cortocircuito:
f.
Funcionamiento en vacío:
s =1 porque n = 0 (el rotor está
bloqueado)
Funcionamiento en cortocircuito:
s = sn porque n = nn
Funcionamiento en vacío:
s = sn porque n = nn
Funcionamiento en cortocircuito:
s o 0 porque n0 o n1
MA.13.
Para un motor asíncrono trifásico ¿cuál es la relación entre la velocidad de
vacío, n’0, cuando se alimenta a una frecuencia, f’1 = f1n /2, y la velocidad de
vacío, n0, cuando se alimenta a la frecuencia nominal f1n?
a.
n’0 = n0 /2
d.
n’0 = n0
si el devanado del estator está conectado en estrella
b.
n’0 = n0
pero sólo en el caso en que la tensión de alimentación disminuye 3
veces, también
e.
n’0 = n0 /4
c.
n’0 = n0
f.
n’0 = n0
si el devanado del estator está conectado en triángulo
MA.14.
Un motor asíncrono trifásico con rotor bobinado se alimenta a tensión nominal con el devanado del rotor abierto.
72
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
¿Cómo se comporta el motor en este caso?
a.
El motor arranca si el devanado
del estator está conectado en
triángulo y no arranca si está conectado en estrella
d. como un transformador en vacío
b.
El motor no arranca, se comporta
como un transformador en cortocircuito
e.
El motor arranca si el devanado
del estator está conectado en estrella y no arranca si está conectado en triángulo
c.
El motor absorbe una corriente
excesivamente alta y no puede
arrancar
f.
La velocidad del motor aumenta
excesivamente
El motor no arranca, se comporta
MA.15.
El devanado del estator de un motor asíncrono trifásico, con rotor en cortocircuito, está conectado en estrella. ¿Cómo se comporta este motor, en el
proceso de arranque, si el devanado de una fase del estator está interrumpido?
a.
Arranca pero la corriente de
arranque supera el caso en que el
devanado no está interrumpido
El par de arranque es
3 veces
b. menor que el par de arranque en
No arranca, se comporta como un
d. motor asíncrono monofásico
e.
Se comporta como un transformador
f.
En el arranque no hay ninguna
diferencia entre las dos situaciones (con fallo y sin fallo del devanado de una fase del estator)
pero durante el funcionamiento
en régimen permanente, la corriente consumida supera a la corriente nominal
la ausencia del fallo
c.
El motor arranca pero su velocidad aumenta excesivamente
MA.16.
¿A que tipo de motor eléctrico le corresponde la característica presentada en
la figura MA.16 y como se llama esta característica?
73
Capítulo 4: MÁQUINA ASÍNCRONA
T
s
0
2
1
Fig. MA.16
a.
Característica mecánica del motor
asíncrono trifásico
d. asíncrono monofásico
Característica par; deslizamiento
e.
Característica de arranque del
motor asíncrono monofásico
Característica par; deslizamiento
del motor síncrono trifásico
f.
Característica par; deslizamiento
del motor asíncrono trifásico
b. del motor asíncrono monofásico
c.
Característica mecánica del motor
MA.17.
¿Cuánto vale la fem inducida en el devanado del rotor de un motor asíncrono trifásico, E2s, en el caso en que, mediante un motor auxiliar la velocidad
del rotor sea igual a la velocidad del campo giratorio? y ¿cuál es la justificación?
a.
b.
E2s = E2
s = 1 y E2s = s·E2
E2s = 0
n = n1 Ÿ s = 0 y E2s = s·E2 = 0
E2s > 0
d. Mediante el motor auxiliar se ha
aumentado el par del motor asíncrono
E2s  0
e.
E2s = 0
E2s = cte
c.
E2s es independiente de la velocidad del motor
El motor tiene una tendencia a
disminuir la velocidad
f.
El motor está consumiendo tanta
potencia eléctrica como potencia
mecánica
74
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
MA.18.
¿Cuánto valen las siguientes magnitudes de un motor asíncrono monofásico?:
x el deslizamiento directo, sd, (el deslizamiento del rotor respecto a la
componente directa del campo magnético giratorio).
x el deslizamiento inverso, si, (el deslizamiento del rotor respecto a la
componente inversa del campo magnético giratorio).
x el par de arranque, Ta.
a.
s d = si = s
Ta = 0
b.
sd = s
si = 2·s - 1
Ta = 0
c.
sd = s
si = 2 – s
Ta = 0
d.
sd = s
si = 2 – s
T a = Tn
e.
sd = 0
si = 2·s - 1
T a > Tn
f.
sd = 2 - s
si = 0
Ta = 0
MA.19.
¿Cuál es el tipo de máquina eléctrica y el régimen de funcionamiento cuyo
reparto de potencias esta representado en la figura MA.19?
¿Cuáles son las pérdidas independientes de la carga?
P1el = Pc
P1m = Pc
PG
(eléctrica)
(mecánica)
Pmrv
PFe2
PFe1
PJ2
Fig. MA.19
PJ1
75
Capítulo 4: MÁQUINA ASÍNCRONA
ƒ Máquina asíncrona trifásica en
régimen de frenado
a.
ƒ Las pérdidas mecánicas por
rozamiento y ventilación, Pmrv,
y las pérdidas en el hierro, PFe
d.
ƒ Las pérdidas en el hierro, PFe
ƒ Máquina asíncrona trifásica en
régimen como generador
b. ƒ Las pérdidas en el hiero del
c.
ƒ Máquina asíncrona trifásica en
régimen como motor
ƒ Máquina asíncrona trifásica en
régimen como motor
e.
rotor, PFe2, y eléctricas en el
devanado del rotor, PJ2
ƒ Las pérdidas mecánicas por
rozamiento y ventilación, Pmrv,
y las pérdidas en el hierro, PFe
ƒ Máquina asíncrona trifásica en
régimen de frenado
ƒ Máquina asíncrona trifásica en
régimen como generador
ƒ Las pérdidas eléctricas en los
devanados del estator, PJ1, y
del rotor, PJ2
f.
ƒ Las pérdidas eléctricas en los
devanados del estator, PJ1, y
del rotor, PJ2
MA.20.
En una máquina asíncrona trifásica, y en función del régimen de funcionamiento:
x ¿cómo es la velocidad del rotor, n, respecto a la velocidad del campo
magnético giratorio, n1?
x ¿entre qué valores está comprendido el deslizamiento, s?
Generador:
n < 0; s > 1
a.
Motor:
n  [0; n1); s  (0; 1]
Freno:
n > n1; s < 0
d.
Generador:
b.
n  [0; n1); s  (0; 1]
Motor:
n > n1; s < 0
Freno:
n < 0; s > 1
e.
Generador:
n > n1; s < 0
Motor:
n  [0; n1); s  (0; 1]
Freno:
n < 0; s > 1
Generador:
n > n1; s < 0
Motor:
n < 0; s > 1
Freno:
n  [0; n1); s  (0; 1]
76
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
c.
Generador:
n < 0; s > 1
Motor:
n  [0; n1); s  (0; 1]
La máquina no puede funcionar
en régimen de frenado
f.
Generador y freno:
n > n1; s < 0; (el sentido del
campo magnético giratorio es diferente para los dos casos)
Motor:
n  [0; n1); s  (0; 1]
MA.21.
En la figura MA.21 se presenta el esquema equivalente en T del motor asíncrono trifásico. Las impedancias Z1, Z’2s, Z0 del esquema son:
Z1
I1
Z’2s
I’2
Z1
R1 j ˜ X 1V
I10
U1
Z0
Fig. MA 21
Z1
a.
b.
Z0
R2'
j ˜ X 2' V
s
RFe j ˜ X µ
Z1
R1 j ˜ X 1V
'
Z 2s
Z
'
2s
'
d.
Z 2s
Z0
Z1
R2' j ˜ X 2' V
R2'
j ˜ X 2' V
s
RFe ˜ X P2
RFe2 ˜ X P
j
RFe2 X P2
RFe2 X P2
R1 j ˜ X 1V
'
2s
R2' j ˜ X 2' V
Z0
RFe j ˜ X P
R1 j ˜ X 1V
Z1
R1 j X 1V
Z 2s
R2'
j ˜ X 2' V
s
Z 2s
Z0
XP
RFe
j˜ 2
2
2
RFe X P
RFe X P2
Z0
Z1
'
c.
R1 j X 1V
RFe ˜ X P2
RFe2 X P2
j
RFe2 ˜ X P
e.
RFe2 X P2
Z
'
f.
Z0
R2'
j ˜ X 2' V
s
RFe ˜ X P2
RFe2 ˜ X P
j˜
RFe2 X P2
RFe2 X P2
77
Capítulo 4: MÁQUINA ASÍNCRONA
MA.22.
La velocidad síncrona de un motor asíncrono trifásico es n1. En el caso en
que Z1 representa la pulsación de las corrientes del estator y s el deslizamiento del rotor respecto al campo magnético giratorio, cuánto valen las siguientes magnitudes:
x ¿la pulsación de las magnitudes del rotor, Z2?
x ¿la pulsación de las magnitudes del rotor reducidas al estator, Z’2?
x ¿la velocidad angular del campo magnético giratorio respecto al sistema de referencia fijo respecto al estator, :1?
x ¿la velocidad angular del campo magnético giratorio de reacción respecto al sistema de referencia fijo respecto al estator, :r?
Z2 = Z1
a.
b.
c.
Z’2 = Z1 = 2S·f1
:1 = 2S·n1
Z2 = Z1
d.
Z’2 = Z1 = 2S·f1
:1
:r = :2
:r = :1
Z2 = s Z1
Z2 = s·Z1
Z’2 = Z1 = 2S·f1
:1 = 2S·f1
e.
Z’2 = Z1 = 2S·f1
:1 = 2S·n1
:r = :2
:r = :2 = s·:1
Z2 = 0
Z2 = s·Z1
Z’2 = Z1 = 2S·f1
:1 = 2S·n1
f.
:r = :2
Z’2 = Z1 = 2S·f1
:1 = 2S·n1
:r = :1
MA.23.
¿Para un motor asíncrono trifásico, cómo se relacionan la potencia en el entrehierro, PG, la potencia interna, PM, la potencia útil, P2, las pérdidas mecánicas por rozamiento y ventilación, Pmrv, las pérdidas en el hierro del rotor,
PFe2, y las pérdidas por efecto Joule en el devanado del rotor, PJ2?
a.
PM = PG + PJ2
PM = PFe2 + Pmrv + P2
d.
PM = P2
P2 = PG+ PFe2 + Pmrv + PJ2
78
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
b.
c.
PM = P2
PM = PFe2 + Pmrv + PG+ PJ2
PJ2·= PM + PG
PM = PFe2 + Pmrv + P2
e.
PG = Pmrv + PFe2 + PM
PM = PJ2+ P2
f.
PG = PM + PJ2
PM = PFe2 + Pmrv + P2
MA.24.
El par electromagnético de una máquina asíncrona trifásica se expresa de la
siguiente manera:
T
3 ˜ R2' ˜ U12
2
ª§
º
R2' ·
s ˜ :1 «¨ R1 ¸ X V2 »
s ¹
«¬©
»¼
¿Cuál de las siguientes afirmaciones es la correcta?
a.
El par de arranque (s = 1) disminuye 4 veces si la tensión de alimentación
disminuye 4 veces
El par de arranque disminuye 3 veces si la frecuencia de alimentación dis-
b. minuye un 10%
c.
El par de arranque se consigue para n = 0 y disminuye 4 veces si la tensión
de alimentación disminuye 2 veces
El par de arranque se consigue para n = n1 y disminuye 4 veces si la tensión
d. de alimentación disminuye 2 veces
e.
El par de arranque se consigue para s = 1 y no cambia si la tensión de alimentación disminuye 2 veces
f.
El par de arranque se consigue para s = 0,1 y no depende de la frecuencia de
la tensión alimentación
MA.25.
Para un motor asíncrono trifásico ¿mediante qué ensayos y en qué condiciones se determinan las pérdidas nominales en el hierro y las pérdidas mecánicas de rozamiento y ventilación, respectivamente?
a.
Ensayo en cortocircuito para, por lo menos, dos valores diferentes de la tensión; una de las dos medidas se hace a la tensión nominal
79
Capítulo 4: MÁQUINA ASÍNCRONA
Ensayo en vacío para tensión de alimentación igual a la tensión nominal y
b. Ensayo en cortocircuito para la corriente del estator igual a la corriente nominal
c.
Ensayo en vacío para tensión de alimentación igual a la tensión nominal
Ensayo en vacío para, por lo menos, dos valores diferentes de la tensión de
d. alimentación; una de las dos medidas se hace para la tensión nominal
e.
Ensayo en cortocircuito a la tensión nominal
f.
El conjunto de las pérdidas en el hierro y las pérdidas mecánicas por rozamiento y ventilación se consigue mediante el ensayo en vacío para tensión
de alimentación igual a la tensión nominal pero la separación de los dos tipos de pérdidas no se puede conseguir mediante los ensayos experimentales
MA.26.
Para un motor asíncrono trifásico se conocen: la potencia nominal Pn, la tensión nominal Un, la corriente nominal In, la conexión del devanado del estator, la velocidad nominal nn, la frecuencia nominal fn, el factor de potencia
nominal cos ijn y el factor de sobrecarga km.
x ¿Cómo se pueden calcular mediante la relación de Kloss las siguientes
magnitudes: el deslizamiento critico, sm, el par de arranque, Ta y el par
máximo, Tm?
x ¿Qué relación tienen el deslizamiento nominal, sn, y el deslizamiento
critico, sm?
T
Tm
La relación de Kloss es:
s
a.
sn
n1 nn
n1
s 1 ½
¾
Tm , sm ¿
Ÿ
2
s sm
sm s
2
Ÿ sm
sn s m
sm s n
Ÿ
km
Ta
Tm
2
Ÿ Ta
1 sm
sm 1
; Tn
; sn sm
Pn
Ÿ Tm
2S ˜ n1
Tn
km
80
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
s
b.
s 1 ½
¾
Tm , sm ¿
s
c.
sn
sn
e.
sn
n1 nn
n1
Ÿ
Ÿ
Ta
Tm
n1 nn
n1
Ÿ
Ÿ
n1 nn
nn
s 1 ½
¾
Tm , sm ¿
s
f.
Ta
Tm
s 1 ½
¾
Tm , sm ¿
s
sn
Ÿ
Ÿ
s 1 ½
¾
Tm , sn ¿
s
d.
n1 nn
nn
sn
Tp
1
km
2
Ÿ sm
sn s m
sm s n
2
Ÿ Ta
1 sm
sm 1
1
km
1
km
2
Ÿ Ta
1 sm
sm 1
Ÿ
1
km
2
sn s m
sm s n
Ÿ
Ta
Tm
2
Ÿ Ta
1 sm
sm 1
n1 nn
n1
Ÿ
km
s 1 ½
¾
Tm , sm ¿
Ÿ
Ta
Tm
Ÿ sm
sn s m
sm s n
1 sm
sm 1
; Tn
Pn
Ÿ Tm
2S·nn
k m ˜ Tn
; Tn
Pn
Ÿ Tm
2S·nn
k m ˜ Tn
Pn
Ÿ Tm
2S·n1
km ˜ Tn
Pn
Ÿ Tm
2S·nn
Tn
km
; sn s m
2
2
km ˜ Tn
; sn ! s m
2
Ÿ sm
sn s m
sm s n
Tm
Pn
Ÿ Tm
2S·n1
; sn ! s m
2
Ÿ sm
sn s m
sm s n
2
Ÿ Ta
1 sn
sn 1
; Tn
Ÿ Ta
; Tn
; sn s m
Ÿ sm
; Tn
; sn sm
MA.27.
En la figura MA.27 se presentan tres esquemas equivalentes de una máquina
asíncrona trifásica.
81
Capítulo 4: MÁQUINA ASÍNCRONA
¿A qué régimen de funcionamiento corresponde cada esquema? Justificación de las respuestas.
R1
I1
X1V
R’2/s
X’2V
I’2
I10
E1
I
U1
I10
R1
IFe
IP
RFe
XP
E’2
X1V
I10
U10
IFe
IP
RFe
XP
I1cc
Rcc
Xcc
U1cc
III
II
Fig. MA 27
I – cualquier régimen de funcionamiento; s  \
I – cualquier régimen de funcionamiento; s  \
II – funcionamiento en vacío;
II – funcionamiento en cortocircuito;
n o n1 Ÿ s o 0 Ÿ R’2/s o f
a.
III – funcionamiento en cortocircuito;
d.
R’2 = 0
III – funcionamiento en vacío;
n = 0 Ÿ s = 1;
n = 0 Ÿ s = 1;
I10 << I1n y en consecuencia se
puede despreciar
I10 << I1n y en consecuencia se
puede despreciar
82
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
b.
I – cualquier régimen de funcionamiento; s  \
I – cualquier régimen de funcionamiento; s  \
II – funcionamiento en cortocircuito;
II – funcionamiento en vacío;
n o n1 Ÿ s o 0 Ÿ R’2/s o f
n = 0 Ÿ s = 1;
e.
III – funcionamiento en vacío;
III – funcionamiento en cortocircuito;
n = 0 Ÿ s = 1;
I10 << I1n y en consecuencia se
puede despreciar
n o n1 Ÿ s o 0 Ÿ R’2/s o f
I – cualquier régimen de funcionamiento; s  \
I – cualquier régimen de funcionamiento; s  \
II – funcionamiento en vacío;
II – funcionamiento en vacío;
R’2 = 0
c.
I10 << I1n y en consecuencia se
puede despreciar
III – funcionamiento en cortocircuito;
f.
n = 0 Ÿ s = 1;
n o n1 Ÿ s o 0 Ÿ R’2/s o f
III – funcionamiento en cortocircuito;
I10 << I1n y en consecuencia se
puede despreciar
n = n1 Ÿ s = 1
MA.28.
Se conoce la expresión del par electromagnético del motor asíncrono trifásico:
T s
3 ˜ R2' ˜ U12
2
ª§
º
R2' ·
s ˜ :1 «¨ R1 ¸ X V2 »
s ¹
«¬©
»¼
x ¿Para qué valor del deslizamiento se consigue el par de arranque, Ta, y
cual es su expresión?
x ¿Cuál es la expresión del deslizamiento critico, sm, para el generador
asíncrono trifásico?
x ¿Para qué valor del deslizamiento se consigue el par de máximo, Tm?
83
Capítulo 4: MÁQUINA ASÍNCRONA
ƒ s = sa; el valor del deslizamiento de arranque es una
magnitud de catálogo y se relaciona con el tipo del motor
ƒ s=1
3 ˜ R2' ˜ U12
Ta
:1 ·ª R1 R2'
¬«
a.
ƒ sm
2
X V2 º
¼»
R
2
1
R X
Ta = T(sa)
d.
'
2
ƒ sm
2
V
ƒ s = sm
R2'
R12 X V2
ƒ s=1
ƒ s=1
ƒ s = sm
Ta = T(sm)
'
2
b. ƒ s
m
R X
:1 ·ª R1 R2'
«¬
e.
R
2
1
3 ˜ R2' ˜ U12
Ta
2
V
2
X V2 º
»¼
R2'
ƒ sm
R12 X V2
ƒ s=1
ƒ s = sm
ƒ s = sa; el valor del deslizamiento de arranque es una
magnitud de catálogo y se relaciona con el tipo del motor
Ta = T(sa)
c.
ƒ sm
ƒ s = sm
Ta = T(sm)
f.
R2'
R12 X V2
ƒ sm
R2'
R12 X V2
ƒ s=1
ƒ s = sm
MA.29.
La expresión del par electromagnético del motor asíncrono trifásico es:
T
3 ˜ R2' ˜ U12
2
ª§
º
R2' ·
s ˜ :1 ·«¨ R1 ¸ X V2 »
s ¹
«¬©
»¼
x ¿Cuál es la expresión del deslizamiento crítico, sm?
84
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
x ¿Cómo se relaciona el deslizamiento crítico con la tensión de alimentación y con la frecuencia de la tensión de alimentación, respectivamente?
sm
a.
R2'
ƒ sm no depende de la tensión de
alimentación
ƒ sm depende de forma inversamente proporcional a la frecuencia de la tensión de alimentación
R
'2
2
R X
2
V
e.
alimentación
ƒ sm no depende de la frecuencia
de la tensión de alimentación
c.
R2'
R1 R2'
2
X V2
f.
R2'
R12 X V2
ƒ sm no depende de la tensión de
alimentación
ƒ sm depende de forma inversamente proporcional a la frecuencia de la tensión de alimentación
sm
X V2
ƒ sm no depende de la tensión de
alimentación
ƒ sm no depende de la frecuencia
de la tensión de alimentación
2
de la tensión de alimentación
ƒ sm no depende de la frecuencia
de la tensión de alimentación
sm
b. ƒ sm no depende de la tensión de
sm
R1 R2'
d. ƒ sm es proporcional al cuadrado
'
1
sm
R2'
sm
R12 X V2
R1'
R2' 2 X V2
ƒ sm no depende de la tensión de
alimentación
ƒ sm no depende de la frecuencia
de la tensión de alimentación
MA.30.
El par útil de un motor asíncrono trifásico que funciona en vacío es:
a.
Es igual a cero
Es igual al par de arranque si el devanado del estator está conectado en es-
b. trella y es 3 veces menor al par de arranque si el devanado del estator está
conectado en triángulo
Capítulo 4: MÁQUINA ASÍNCRONA
c.
85
Es igual al par de arranque
d. Es una magnitud de catálogo que depende del tipo del rotor
e.
Es igual al par máximo si el motor es con rotor bobinado y tiene un valor
entre el par nominal y el par máximo si el motor es con rotor en jaula de ardilla
f.
Es igual al par máximo
LEYENDA
E2
E2s
f1
I1
I´2
I10
I1cc
I1Fe
I1P
km = Tm /Tn
n
n0
n1
P1el
P1m
Pc
PFe1
PFe2
PJ1
PJ2
Pmrv
PM
fem inducida en el rotor parado
fem inducida en el rotor, cuando la velocidad del rotor
es diferente a la velocidad del campo magnético giratorio
frecuencia de las magnitudes del estator
corriente de fase del estator
corriente de fase del rotor, reducida al estator
corriente de vacío
corriente de fase de cortocircuito
componente activa de la corriente de vacío
componente reactiva de la corriente de vacío
factor de sobrecarga
velocidad del rotor
velocidad de vacío
velocidad de sincronismo
potencia eléctrica consumida absorbida
potencia mecánica consumida absorbida
potencia consumida
pérdidas en el hierro del estator
pérdidas en el hierro del rotor
pérdidas eléctricas en el devanado del estator
pérdidas eléctricas en el devanado del rotor
pérdidas mecánicas por rozamiento y ventilación
pérdidas mecánicas
86
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
PG
R1
R´2
Rcc = R1+R’2
RFe
s
sd
si
sm
T
Ta
Tm
U1
U10
U1cc
X1V
X´2V
potencia en el entrehierro
resistencia de fase del devanado del estator
resistencia de fase del devanado del rotor, reducida al
estator
resistencia equivalente de cortocircuito
resistencia correspondiente a las pérdidas en el hierro
deslizamiento del rotor respecto al campo magnético
giratorio
deslizamiento directo (el deslizamiento del rotor respecto a la componente directa del campo magnético giratorio)
deslizamiento inverso (el deslizamiento del rotor respecto a la componente inversa del campo magnético giratorio)
deslizamiento critico
par electromagnético
par de arranque
par máximo
tensión de alimentación del estator
tensión de alimentación del estator cuando el motor
funciona en vacío
tensión de alimentación del estator al ensayo de cortocircuito del motor
reactancia de dispersión de fase del estator
reactancia de dispersión de fase del rotor, reducida al
estator
reactancia de cortocircuito (global)
reactancia de dispersión equivalente de fase
reactancia de magnetización
Xk
XV
XP
Z0 = R0+j·X0
Z1 = R1+j·X1V
Z´2s = R´2/s + j·X´2V
Z1
pulsación de las corrientes del estator
Capítulo 4: MÁQUINA ASÍNCRONA
Z2
Z´2
:1
:2
:r
87
pulsación de las magnitudes del rotor
pulsación de las magnitudes del rotor reducidas al estator
velocidad angular del campo magnético giratorio respecto al sistema de referencia fijo respecto al estator,
velocidad angular de sincronismo
velocidad angular del campo magnético giratorio de
reacción respecto al sistema de referencia fijo respecto
al rotor
velocidad angular del campo magnético giratorio de
reacción respecto al sistema de referencia fijo respecto
al estator
Si a cualquiera de las magnitudes anteriores se le añade el subíndice “n” indica que el valor de dicha magnitud corresponde a condiciones nominales.
89
Capítulo 5: MÁQUINA SÍNCRONA TRIFÁSICA
CAPÍTULO 5
MÁQUINA SÍNCRONA TRIFÁSICA
MS.1.
La regulación de la tensión en los bornes del inducido del generador síncrono que funciona en vacío, a frecuencia constante, se consigue de la siguiente
manera:
Se debe actuar sobre la corriente
de excitación del generador:
a.
If aumenta Ÿ U aumenta;
d. If disminuye Ÿ U aumenta;
If disminuye Ÿ U disminuye
If aumenta Ÿ U disminuye
Se debe actuar sobre la carga del
generador:
Se debe actuar sobre la velocidad
del motor de arrastre del generador:
b. la carga aumenta Ÿ U disminuye;
c.
Se debe actuar sobre la corriente
de excitación del generador:
e.
n disminuye Ÿ U aumenta;
la carga disminuye Ÿ U aumenta
n aumenta Ÿ U disminuye
Se debe actuar sobre la velocidad
del motor de arrastre del generador:
Se debe actuar sobre la carga del
generador:
n aumenta Ÿ U aumenta;
n disminuye Ÿ U disminuye
f.
la carga disminuye Ÿ U aumenta;
la carga aumenta Ÿ U disminuye
MS.2.
Se conoce la expresión del par electromagnético de la máquina síncrona trifásica con polos salientes:
Te
º
3 ª E0 ˜ U
U2 § 1
1 ·
˜«
˜ sin G ˜¨
˜ sin 2G »
¸
2 ¨© X q X d ¸¹
:1 «¬ X d
»¼
90
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
¿Cuál es la expresión del par electromagnético de la máquina síncrona con
polos lisos? Justificación de la respuesta.
Te
a.
3 E0 ˜ U
˜
˜ sin 2G
:1 X d
Te
d.
No tiene devanado de excitación;
E0 = 0
Xd z Xq = Xs
Te
b.
3·U 2 § 1
1 ·
˜¨
¸ ˜ sin 2G
2·:1 ¨© X q X d ¸¹
e.
No tiene devanado de excitación;
E0 = 0
c.
Te
3 E0 ˜ U
˜
˜ sin G
:1 X d
El entrehierro es variable
3 U2 § 1
1 ·
˜
˜¨
¸ ˜ sin G
:1 2 ¨© X q X s ¸¹
Te
2
3·E0 § 1
1 ·
˜¨
¸ ˜ sin 2G
¨
2·:1 © X q X d ¸¹
El entrehierro es variable
Te
f.
3 E0 ˜ U
˜
˜ sin G
:1 X s
El entrehierro
Xd = Xq = Xs
es
constante;
MS.3.
¿Sobre qué magnitud y de qué manera se debe actuar para que la máquina
síncrona trifásica conectada en paralelo con la red de potencia infinita funcione en régimen de motor?
a.
Se aumenta la corriente de excitación de la máquina síncrona trifásica
Se actúa sobre el motor primario con la finalidad de que el ángulo de carga,
b. G, sea positivo (G ! 0)
c. Se invierte la secuencia de fases de la máquina síncrona trifásica
d. Se disminuye la corriente de excitación de la máquina síncrona trifásica
e.
Se actúa sobre el motor primario con la finalidad de que el ángulo de carga,
G, sea negativo (G 0)
f.
Se actúa simultáneamente sobre la corriente de excitación de la máquina
síncrona (se aumenta la corriente de excitación) y sobre el ángulo de carga
(se aumenta el ángulo)
MS.4.
En las siguientes ecuaciones de una máquina eléctrica rotativa:
91
Capítulo 5: MÁQUINA SÍNCRONA TRIFÁSICA
E0
U R ˜ I j ˜ X d ˜I d j ˜ X q ˜ I q
I
Id Iq
;
Uf
Rf ˜ I f
El significado de algunos parámetros de estas ecuaciones es el siguiente:
Xd: reactancia síncrona transversal
Rf: resistencia del devanado de
excitación
a.
Iq: corriente del inducido
d.
E0: fem inducida por el campo
magnético resultante
E0: fem inducida por el campo
magnético inductor
If: corriente de excitación
b.
c.
Xd: impedancia síncrona longitudinal
Xq: reactancia síncrona longitudinal
If: corriente de excitación
e.
Xd: impedancia síncrona longitudinal
E0: fem inducida por el campo
magnético resultante
E0: fem inducida por el campo
magnético de reacción
I: corriente del inducido
Id: la componente longitudinal de
la corriente inducida
Xq: reactancia síncrona longitudinal
f.
E0: fem inducida por el campo
magnético inductor
E0: fem inducida por el campo
magnético inductor
Xq: reactancia síncrona transversal
MS.5.
Se conoce la expresión del par electromagnético de la máquina síncrona trifásica reactiva:
Te
3 U2 § 1
1 ·
˜
˜¨
¸ ˜ sin 2G
:1 2 ¨© X q X d ¸¹
¿Cuál es el valor del par máximo y para qué ángulo de carga se obtiene?
a.
Tm
3 U2 § 1
1 ·
˜
˜¨
¸
¨
:1 2 © X q X d ¸¹
G = 900
d.
Tm
3 ˜ E02 § 1
1 · 2
˜¨
¸˜
2 ˜ :1 © X s X d ¹ 2
G = 450
92
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
b.
Tm
3 E02 § 1
1 ·
˜
˜¨
¸
¨
:1 2 © X q X d ¸¹
Tm
e.
3 ˜U 2 § 1
1 · 2
˜¨
¸˜
2 ˜ :1 © X s X d ¹ 2
G = 450
G = 450
c.
Tm
3 U2 § 1
1 ·
˜
˜¨
¸
:1 2 ¨© X q X d ¸¹
3 E02 § 1
1 ·
˜
˜¨
¸
:1 2 ¨© X q X d ¸¹
Tm
f.
G = 450
G = 900
MS.6.
Mientras el generador síncrono trifásico con polos salientes está alimentando una carga, de forma aislada, se nota un aumento de la tensión del inducido respecto a la situación en que el generador funciona en vacío, aunque la
velocidad y la corriente de excitación del generador se mantienen constantes
y el circuito magnético no está saturado.
En estas condiciones el generador está conectado a una carga:
a.
El tipo de carga no tiene ninguna
d. importancia
Resistiva
b. Inductiva o resistiva
e.
Capacitiva
c.
f.
Inductiva
Capacitiva o resistiva
MS.7.
En el caso en que el motor síncrono trifásico se alimenta con tensión nominal, el par máximo, cuando el motor pierde del sincronismo, es Tm.
¿Cuánto vale el par máximo, T’m, si la tensión de alimentación del motor es
U´ = Un /5?
a.
T’m = Tm /5
c.
T’m = Tm / 5
e.
T’m = 5 Tm
b.
T’m = Tm
d.
T’m = 2 Tm
f.
T’m = Tm /25
MS.8.
La característica mecánica natural del motor síncrono trifásico es:
93
Capítulo 5: MÁQUINA SÍNCRONA TRIFÁSICA
Una característica mecánica dura
n
a.
n T
U1
U1n
cte
f1
f1n
cte
n
n0
Una característica mecánica rígida
n
d.
n T
U1
U1n
cte
f1
f1n
cte
n
n0
T
T
Una característica mecánica dura
n
n T
U1
U1n
Una característica mecánica dura
cte
n
n
e.
b.
n T
U1
U1n
cte
If
I fn
cte
n
n0
T
T
Una característica mecánica elástica
U1
n
c.
n
n T
U1n
Una característica mecánica rígida
cte
f1
f1n
cte
If
I fn
cte
n1
n
f.
n
n T
U1
U1n
cte
If
I fn
cte
f1
f1n
cte
n1
T
T
MS.9
Se conoce la expresión del par electromagnético de la máquina síncrona con
polos salientes:
94
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
Te
º
3 ª E0 ˜U
1 ·
U2 § 1
˜«
˜ sin G ˜¨
˜ sin 2G »
¸
2 ¨© X q X d ¸¹
:1 ¬« X d
»¼
El significado de algunos parámetros y magnitudes que intervienen en la
expresión anterior es el siguiente:
a.
Xd: reactancia de magnetización
E0: fem inducida por el campo
magnético inductor
G: ángulo de carga
Xd: reactancia síncrona longitudi-
magnético inductor
Xq: reactancia síncrona transversal
:1: velocidad angular de sincronismo
E0: fem inducida por el campo
magnético inductor
d. nal
E0: fem inducida por el campo
E : fem inducida por el campo
0
b. magnético
resultante
c.
e.
Xd: reactancia síncrona transversal
Xq: reactancia síncrona transversal
Xq: reactancia síncrona longitudinal
E0: fem inducida por el campo
magnético resultante
G: ángulo de carga
Xd: reactancia síncrona longitudinal
f.
Xq: reactancia síncrona transversal
E0: fem inducida por el campo
magnético inductor
Xq: reactancia síncrona longitudinal
MS.10.
Mientras el generador síncrono trifásico con polos salientes está alimentando una carga, de forma aislada, se nota un aumento de la tensión del inducido respecto a la situación en que el generador funciona en vacío, aunque la
velocidad y la corriente de excitación del generador se mantienen constantes
y el circuito magnético no está saturado.
La explicación del fenómeno es la siguiente:
a.
Se manifiesta el fenómeno de reacción longitudinal del inducido: el campo
magnético de reacción está en fase con el campo magnético inductor, lo que
conduce a un campo resultante mayor en carga que en vacío y en consecuencia, en carga, la tensión en los bornes del inducido aumenta
95
Capítulo 5: MÁQUINA SÍNCRONA TRIFÁSICA
b.
Se manifiesta el fenómeno de reacción transversal del inducido: el campo
magnético de reacción está en fase con el campo magnético inductor, lo que
conduce a un campo resultante mayor en carga que en vacío y en consecuencia, en carga, la tensión en los bornes del inducido aumenta
c.
Se manifiesta el fenómeno de reacción longitudinal del inducido: el campo
magnético de reacción está en oposición de fase con el campo magnético
inductor, lo que conduce a un campo resultante mayor en carga que en vacío
y en consecuencia, en carga, la tensión en los bornes del inducido aumenta
d.
Se manifiesta el fenómeno de reacción transversal del inducido: bajo una de
las mitades del polo el campo magnético de reacción está en fase con el
campo magnético inductor y bajo la otra mitad del polo los dos campos
magnéticos están en oposición de fase pero el campo magnético resultante
por polo es mayor que en vacío y en consecuencia, en carga, la tensión en
los bornes del inducido aumenta
e.
Se manifiesta el fenómeno de reacción transversal del inducido: el campo
magnético inductor aumenta y en consecuencia, en carga, la tensión en los
bornes del inducido aumenta
f.
Aumenta tanto el campo magnético inductor como el campo magnético de
reacción; como ambos campos magnéticos están en fase resulta que el campo magnético resultante es mayor en carga que en vacío y en consecuencia,
en carga, la tensión en los bornes del inducido aumenta
MS.11.
El aumento de la frecuencia de la tensión en los bornes del inducido del generador síncrono trifásico, que funciona en vacío, se consigue de la siguiente manera:
a.
Se aumenta la corriente de excitación del generador
d. citación del generador
Se aumenta la velocidad del mo-
e.
Se aumenta la corriente del inducido del generador
f.
Se disminuye la velocidad del
motor de arrastre del generador
b. tor de arrastre del generador
c.
Se aumenta la corriente de excitación y se disminuye la velocidad del motor de arrastre del generador
Se disminuye la corriente de ex-
MS.12.
Mientras un generador síncrono trifásico con polos salientes está alimentando una carga, de forma aislada, se nota una disminución de la tensión del
96
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
inducido respecto al funcionamiento en vacío, aunque la velocidad y la corriente de excitación del generador se mantienen constantes y el circuito
magnético no está saturado. En estas condiciones el generador alimenta a
una carga:
a.
El tipo de carga no tiene ninguna
d. influencia
Resistiva
b. Inductiva o resistiva
e.
Puramente capacitiva
c.
f.
Puramente inductiva
Puramente capacitiva o resistiva
MS.13.
Se consideran las siguientes ecuaciones de
funcionamiento de una máquina síncrona
trifásica con polos salientes:
E0
U R ˜ I j ˜ Xd ˜ I d j ˜ Xq ˜ I q;
I
I d I q;
Uf
Rf ˜ I f
U
d
I
Si los fasores de la corriente y la tensión
del inducido están dispuestos como se
muestra en la figura MS.13, el diagrama
fasorial correcto (se desprecia la caída de
tensión en la resistencia del inducido) es:
q
Fig. MS.13
j·Xq·Iq
j·Xq·Iq
E0
j·Xd·Id
j·Xd·Id
U
E0
a.
Id
d
U
d.
Id
Iq
I
q
d
Iq
I
q
97
Capítulo 5: MÁQUINA SÍNCRONA TRIFÁSICA
j·Xd·Id
j·Xd·Id
j·Xq·Iq
U
E0
b.
j·Xq·Iq
Id
U
e.
Id
Iq
d
I
Iq
d
I
q
q
j·Xd·Id
j·Xd·Id
j·Xq·Iq
U
j·Xq·Iq
E0
c.
Iq
d
E0
E0
U
f.
Iq
Id
I
d
Id
q
I
q
MS.14.
Se considera la siguiente expresión del par electromagnético de una máquina eléctrica rotativa:
Te
º
3 ª E0 ˜U
1 ·
U2 § 1
˜«
˜ sin G ˜¨
˜ sin 2G »
¸
2 ¨© X q X d ¸¹
:1 ¬« X d
»¼
¿A qué tipo de máquina le corresponde esta expresión del par electromagnético y cuál es el significado de algunas magnitudes y parámetros?
98
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
Máquina asíncrona trifásica
Máquina asíncrona trifásica
a.
ƒ Xd: reactancia de magnetización
d.
ƒ G: ángulo de carga
ƒ Xq: reactancia síncrona
Máquina síncrona trifásica con
polos salientes
b.
ƒ E0: fem inducida por el
campo magnético resultante
ƒ Xq: reactancia
transversal
Máquina síncrona trifásica con
polos salientes
e.
síncrona
ƒ Xd: reactancia
longitudinal
síncrona
ƒ Xq: reactancia
transversal
síncrona
ƒ Xd: reactancia
transversal
síncrona
ƒ Xq: reactancia
longitudinal
síncrona
Máquina síncrona trifásica con
polos salientes
Máquina síncrona trifásica con
polos lisos
c.
ƒ E0: fem inducida por el
campo magnético resultante
ƒ G: ángulo de carga
f.
ƒ E0: fem inducida por el
campo magnético inductor
ƒ Xq: reactancia
transversal
síncrona
MS.15.
Se consideran las siguientes ecuaciones de funcionamiento de una máquina
eléctrica rotativa:
E0
U R ˜ I j ˜ Xd ˜ I d j ˜ Xq ˜ I q
; I
Id Iq
; Uf
Rf ˜ I f
¿A qué tipo de máquina le corresponden estas ecuaciones?
a.
Máquina de corriente continua
con polos auxiliares
d. binado
Máquina síncrona con polos sa-
e.
Máquina de corriente continua
con excitación compuesta
f.
Máquina síncrona trifásica con
polos lisos sí Xd = Xq e Id = Iq
b. lientes
c.
Máquina síncrona trifásica con
polos salientes o máquina síncrona trifásica con polos lisos sí
Xd = Xq e Id = Iq
Máquina asíncrona con rotor bo-
99
Capítulo 5: MÁQUINA SÍNCRONA TRIFÁSICA
MS.16.
¿Sobre qué magnitudes y en qué sentido se actúa con la finalidad de que la
máquina síncrona trifásica acoplada a la red de potencia infinita funcione
sobreexcitada (la máquina entrega potencia reactiva a la red)?
a.
Se aumenta la corriente de excitación de la máquina síncrona
Se actúa de manera en que el án-
b. gulo de carga sea positivo (G ! 0)
c.
Se invierte la sucesión de fases
del inducido
Se disminuye la corriente de ex-
d. citación de la máquina síncrona
e.
Se actúa de manera en que el ángulo de carga sea negativo (G 0)
f.
Se actúa de forma simultánea sobre la excitación (se aumenta la
corriente de excitación) y sobre el
ángulo de carga (se disminuye el
ángulo de carga) de la máquina
síncrona
MS.17.
¿Sobre qué magnitudes y en qué sentido se debe actuar con la finalidad en
que la máquina síncrona trifásica acoplada a la red de potencia infinita funcione en régimen de generador?
a.
Se aumenta la corriente de excitación de la máquina síncrona
b.
Se aumenta la admisión del motor
primario de accionamiento con la
finalidad de que el ángulo de carga sea positivo (G ! 0)
c.
Se invierte la sucesión de fases
del inducido
Se disminuye la corriente de ex-
d. citación de la máquina síncrona
e.
Se disminuye la admisión del
motor primario de accionamiento
con la finalidad en que el ángulo
de carga sea negativo (G 0)
f.
Se actúa de forma simultánea sobre la excitación (se aumenta la
corriente de excitación) y sobre el
ángulo de carga (se aumenta el
ángulo de carga) de la máquina
síncrona
MS.18.
La característica mecánica natural del motor síncrono trifásico se define de
la siguiente manera:
100
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
a.
n
f T
­U
®
¯If
U1n
cte
I fn
cte
b.
n
f T
^U
U1n
cte
f T
­U U1n
®
¯ f1 f1n
cte
n
c.
cte
d.
n
f T
­If
®
¯ f1
e.
n
f T
­U U1n cte
°
® f1 f1n cte
°I I
cte
n
¯
f T
­U U1n cte
°
® f1 f1n cte
°
¯ I f I fn cte
f.
n
I fn
cte
f1n
cte
MS.19.
El par máximo de un motor síncrono trifásico alimentado con tensión nominal es Tm.
¿Cuánto vale par máximo, T’m, si la tensión de alimentación del motor disminuye 3 veces?
a.
Disminuye 9 veces si el motor
síncrono trifásico es con polos
lisos
b.
Disminuye 9 veces
e.
Esta constante (no cambia) si el
motor síncrono trifásico es con
polos salientes
c.
Aumenta 3 veces
f.
Es constante e independiente del
tipo constructivo del rotor
d. Disminuye 3 veces
MS.20.
Se conoce la expresión del par electromagnético de la máquina síncrona trifásica con polos salientes:
Te
º
3 ª E0 ˜ U
U2 § 1
1 ·
˜«
˜ sin G ˜¨
˜ sin 2G »
¸
2 ©¨ X q X d ¹¸
:1 «¬ X d
»¼
¿Cuál es la expresión del par electromagnético de una máquina síncrona trifásica reactiva (sin devanado de excitación)? Justificación.
101
Capítulo 5: MÁQUINA SÍNCRONA TRIFÁSICA
Te
a.
3 E0 ˜ U
˜
˜ sin 2G
Xd
:
1
Te
d.
Xd z Xq = Xs
Te
b.
c.
3·U 2 § 1
1 ·
˜¨
¸ ˜ sin 2G
2·:1 ¨© X q X d ¸¹
No tiene devanado de excitación;
E0 = 0
Te
3 E0 ˜ U
˜
˜ sin G
:1 X d
El entrehierro es variable
e.
3 U2 § 1
1 ·
˜
˜¨
¸ ˜ sin G
¨
:1 2 © X q X s ¸¹
No tiene devanado de excitación;
E0 = 0
Te
2
3·E0 § 1
1 ·
˜¨
¸ ˜ sin 2G
2·:1 ¨© X q X d ¸¹
El entrehierro es variable
Te
f.
3 E0 ˜ U
˜
˜ sin G
:1 X s
El entrehierro es constante;
Xd = Xq = Xs
MS.21.
¿Cuáles son las condiciones necesarias para poder acoplar un generador síncrono trifásico en paralelo a la red de potencia infinita?
a.
ƒ Las secuencias de fases del generador y la red deber ser idénticas
ƒ Las tensiones homólogas del generador y de la red deber estar en fase
ƒ La tensión del generador debe tener un valor eficaz igual a la tensión de
la red
ƒ Las frecuencias de las tensiones del generador y de la red deben ser
iguales
ƒ La corriente entregada por el generador a la red debe ser igual a la corriente absorbida por la red
b.
ƒ Las tensiones homólogas del generador y de la red deber estar en fase
ƒ Las frecuencias de las tensiones del generador y de la red deben ser
iguales
ƒ El motor de arrastre del generador debe tener la velocidad variable
c.
ƒ Las secuencias de fases del generador y la red deber ser idénticas
ƒ Las tensiones homólogas del generador y de la red deber estar en fase
ƒ La tensión del generador debe tener un valor eficaz igual a la tensión de
la red
ƒ Las frecuencias de las tensiones del generador y de la red deben ser
iguales
102
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
ƒ Los dos voltímetros deben oscilar en fase
d.
ƒ Las secuencias de fases del generador y la red deber ser idénticas
ƒ La tensión del generador debe tener un valor eficaz igual a la tensión de
la red
ƒ Las secuencias de fases del generador y la red deber ser idénticas
e.
ƒ Las tensiones homólogas del generador y de la red deber estar en fase
ƒ Las frecuencias de las tensiones del generador y de la red deben ser
iguales
ƒ Los dos voltímetros deben indicar simultáneamente el valor mínimo
ƒ Las secuencias de fases del generador y la red deber ser idénticas
f.
ƒ El motor de arrastre del generador debe tener la velocidad variable
ƒ Las frecuencias de las tensiones del generador y de la red deben ser
iguales
MS.22.
La característica mecánica cuya definición y forma se presenta en la figura
MS.22 representa la característica mecánica para:
n
n1
n
f T
T
­U U1n cte
°
® f1 f1n cte
° I cte
¯ f
Fig. MS.22
a.
Motor de corriente continua con excitación serie
b. Motor síncrono trifásico
c. Motor asíncrono trifásico
d. No corresponde a ningún tipo de motor eléctrico clásico
e.
Motor de corriente continua con excitación independiente
f.
Motor síncrono trifásico y motor asíncrono trifásico con rotor bobinado
103
Capítulo 5: MÁQUINA SÍNCRONA TRIFÁSICA
MS.23.
Mientras el generador síncrono trifásico con polos salientes está alimentando una carga, de forma aislada, se nota una disminución de la tensión del
inducido respecto a la situación en que el generador funciona en vacío, aunque la velocidad y la corriente de excitación del generador se mantienen
constantes y el circuito magnético no está saturado. ¿A qué fenómeno se debe la disminución de la tensión en los bornes del inducido?
a.
La reacción transversal del inducido
La reacción longitudinal del in-
b.
La reacción longitudinal magnetizante del inducido
e.
La reacción transversal del inducido o la reacción longitudinal
magnetizante del inducido
c.
La reacción longitudinal desmagnetizante del inducido
f.
La reacción transversal del inducido o la reacción longitudinal
desmagnetizante del inducido
d. ducido
MS.24.
Se consideran las siguientes ecuaciones de funcionamiento de una máquina
síncrona trifásica con polos salientes:
E0
U R ˜ I j ˜ Xd ˜ I d j ˜ Xq ˜ I q
; I
Id Iq
; Uf
Rf ˜ I f
¿Cuál es la ecuación del inducido de la máquina síncrona trifásica con polos
lisos y cómo se deduce a partir de las ecuaciones precedentes?
E0
a.
U R ˜I j ˜ Xd ˜ I
Entrehierro constante:
E0
d. Entrehierro constante
Xq = 0
E0
Xd = Xq = Xs
U R ˜ I j ˜ Xs ˜ I
b. Entrehierro constante:
Er
e.
c.
Xd = Xq = Xs
E0
U R ˜ I j ˜ Xs ˜ I
Entrehierro constante:
Xd = Xq = Xa Ÿ Xa+XV = Xs
U R ˜ I j ˜ Xs ˜ I
Entrehierro constante:
Xd = Xq = Xa Ÿ Xa+XV = Xs
Er
U R ˜ I j ˜ Xs ˜ I
f.
U R ˜ I j ˜ Xq ˜ I
Entrehierro constante:
Xd = 0
104
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
MS.25.
La expresión de la potencia electromagnética de una máquina síncrona trifásica con polos salientes es:
Pe
ª E ˜U
º
U2 § 1
1 ·
3˜ « 0
˜ sin G ˜¨
˜ sin 2G »
¸
2 ¨© X q X d ¸¹
«¬ X d
»¼
¿Para qué valores del ángulo de carga, G, el funcionamiento es estable, en el
caso de la máquina síncrona con polos lisos, MSPL, y en el caso de la máquina síncrona reactiva, (sin devanado de excitación), MSR, respectivamente?
a.
La zona de funcionamiento estable no depende del ángulo de
carga
d.
Es independiente del tipo de máquina síncrona trifásica, la zona
de funcionamiento estable es la
misma, es decir para:
G  Gm ; G m
b.
c.
§ S S·
ƒ MSPL: G  ¨ ; ¸
© 4 4¹
§ S S·
ƒ MSR: G  ¨ ; ¸
© 2 2¹
Indiferente del tipo de máquina
síncrona trifásica, la zona de funcionamiento estable es la misma,
es decir para:
§ S S·
G¨ ; ¸
© 4 4¹
e.
f.
§ S S·
ƒ MSPL: G  ¨ ; ¸
© 2 2¹
§ S S·
ƒ MSR: G  ¨ ; ¸
© 4 4¹
Indiferente del tipo de máquina
síncrona trifásica, la zona de funcionamiento estable es la misma,
es decir para:
§ S S·
G¨ ; ¸
© 2 2¹
MS.26.
En el sistema de referencia del estator, la fuerza magnetomotriz de reacción
para una máquina síncrona trifásica es:
Fa Ts , t
S
3
§
·
˜ Fm1 ˜ cos ¨ Z1 ˜ t Ts < ¸
2
2
©
¹
x ¿Cuál es la expresión de la fuerza magnetomotriz de reacción escrita
en el sistema de referencia del rotor?
105
Capítulo 5: MÁQUINA SÍNCRONA TRIFÁSICA
x ¿Cuánto vale la fuerza magnetomotriz de reacción, en sistema de referencia del rotor, en el caso en que la carga es puramente resistiva, R,
puramente capacitiva, C, puramente inductiva, L, respectivamente?
Fa Tr
3·Fm1
S
§
·
˜ cos ¨ Tr < ¸
2
2
©
¹
Fa Tr
R: Fa Tr
3 ˜ Fm1
S·
§
˜ cos ¨ Tr ¸
2
2¹
©
R: Fa Tr
C: Fa Tr
3
˜ Fm1 ˜ cos Tr
2
C: Fa Tr
3
˜ Fm1 ˜ cos Tr
2
L: Fa Tr
3
˜ Fm1 ˜ cos Tr
2
L: Fa Tr
3
˜ Fm1 ˜ cos Tr
2
Fa Tr
3
˜ Fm1 ˜ cos Tr <
2
va Tr
3·Vm1
S
§
·
˜ cos ¨ Tr < ¸
2
2
©
¹
R: Fa Tr
3
˜ Fm1 ˜ cos Tr
2
R: Fa Tr
3
S·
§
˜ Fm1 ˜ cos ¨ Tr ¸
2
2¹
©
C: Fa Tr
3
S·
§
˜ Fm1 ˜ cos ¨ Tr ¸
2
2¹
©
C: Fa Tr
3
˜ Fm1 ˜ cos Tr
2
L: Fa Tr
3
S·
§
˜ Fm1 ˜ cos ¨ Tr ¸
2
2¹
©
L: Fa Tr
3
˜ Fm1 ˜ cos Tr
2
Fa Tr
3Fm1
S
§
·
·cos ¨ Tr < ¸
2
2
©
¹
Fa Tr
3
˜ Fm1 ˜ cos Tr <
2
R: Fa Tr
3
S·
§
˜ Fm1 ˜ cos ¨ Tr ¸
2
2¹
©
R: Fa Tr
3
˜ Fm1 ˜ cos Tr
2
C: Fa Tr
3
˜ Fm1 ˜ cos Tr
2
C: Fa Tr
3
S·
§
˜ Fm1 ˜ cos ¨ Tr ¸
2
2¹
©
L: Fa Tr
3
˜ Fm1 ˜ cos Tr
2
L: Fa Tr
3
S·
§
˜ Fm1 ˜ cos ¨ Tr ¸
2
2¹
©
a.
b.
c.
d.
e.
f.
3Fm1
S
§
·
cos ¨ Tr < ¸
2
2
©
¹
3·Fm1
S·
§
˜ cos ¨ Tr ¸
2
2¹
©
MS.27.
Para una máquina síncrona trifásica se define la siguiente característica:
Pe
f G
U
cte
If
cte
106
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
donde Pe es la potencia electromagnética.
x ¿Cuál es la denominación de esta característica?
x ¿Cómo se define la potencia sincronizante, Ps, de la máquina síncrona?
a.
ƒ característica mecánica
d Pf
ƒ Ps
d If
b.
ƒ característica en V
d Pe
ƒ Ps
dG
c.
ƒ característica angular
d Pe
ƒ Ps
dG
d.
ƒ característica en V
d Pe
ƒ Ps
d If
e.
ƒ característica angular
d Pe
ƒ Ps
d If
f.
ƒ característica mecánica
d Pe
ƒ Ps
dG
MS.28.
La definición correcta de las características en V para un generador síncrono
es la siguiente:
I
n
n1
f If ; U
cte
P2
cte
a.
cte
donde: P2 es la potencia activa entregada por el generador a la red; I es la
corriente del inducido; If es la corriente de excitación
I
f P2 ;
cos M f P2
b.
n
cte
U cte
I cte
donde: P2 es la potencia activa entregada por el generador a la red; I es la
corriente del inducido; M es el desfase entre la tensión y la corriente del inducido
n
cos M
c.
n1
f P2
n1
U
cte
I
cte
cte
donde: P2 es la potencia activa entregada por el generador a la red; I es la
corriente del inducido; If es la corriente de excitación
107
Capítulo 5: MÁQUINA SÍNCRONA TRIFÁSICA
I
cos M
f P2
f I
d.
n
n1
U
cte
cte
If
cte
donde: P2 es la potencia activa entregada por el generador a la red; I es la
corriente del inducido; If es la corriente de excitación; M es el desfase entre
la tensión y la corriente del inducido
I
n
n1
f Pe ; U
cte
If
cte
e.
cte
donde: P2 es la potencia activa entregada por el generador a la red; I es la
corriente del inducido; If es la corriente de excitación
I
f If ;
cos M
f If
f.
n
n1
U
cte
P2
cte
cte
donde: P2 es la potencia activa entregada por el generador a la red; I es la
corriente del inducido; If es la corriente de excitación; M es el desfase entre
la tensión y la corriente del inducido
MS.29.
El par electromagnético de un motor síncrono trifásico es:
Te
º
3 ª E0 ˜U
U2 § 1
1 ·
˜«
˜ sin G ˜¨
˜ sin 2G »
¸
:1 ¬« X d
2 ¨© X q X d ¸¹
¼»
¿Cuánto vale el par de arranque, Ta, del motor síncrono con polos salientes
(MSPS) y el del motor síncrono con polos lisos (MSPL), respectivamente?
Se tiene en cuenta el hecho que en ambos casos el motor no está equipado
con devanado amortiguador.
ƒ MSPS: Ta
3 E0 ˜ U
˜
:1 X d
ƒ MSPL: Ta
3 U2 § 1
1 ·
˜
˜¨
¸
:1 2 ¨© X q X d ¸¹
a.
108
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
ƒ MSPS: Ta = 0
b. ƒ MSPL: T
a
c.
ƒ MSPS: Ta
3 E0 ˜ U
˜
:1 X d
3 ª E0 ˜ U U 2 § 1
1 ·º
˜«
˜¨
¸»
2 ¨© X q X d ¸¹ ¼»
:1 ¬« X d
ƒ MSPL: Ta = 0
d.
ƒ MSPS: Ta
3 E0 ˜ U
˜
:1 X d
ƒ MSPL: Ta = 0
e.
Indiferente del tipo de motor síncrono, el par de arranque es igual a cero
Ta = 0
ƒ MSPS: Ta
3 U2 § 1
1 ·
˜
˜¨
¸
:1 2 ¨© X q X d ¸¹
ƒ MSPL: Ta
3 E0 U
·
Xd
:1
f.
MS.30.
Se considera el diagrama fasorial de
la figura MS.30.
j·Xd·Id
¿De qué tipo es la máquina y a qué
régimen de funcionamiento le corresponde este diagrama fasorial?
j·Xq·Iq
E0
U
Id
d
Iq
I
q
Fig. MS.30
109
Capítulo 5: MÁQUINA SÍNCRONA TRIFÁSICA
a.
ƒ Máquina síncrona con polos
lisos
ƒ Régimen de motor síncrono
sobreexcitado
b.
ƒ Máquina síncrona con polos
salientes
ƒ Régimen de motor síncrono
sobreexcitado
c.
ƒ Máquina síncrona con polos
lisos
ƒ Régimen de generador síncrono subexcitado
d.
ƒ Máquina síncrona con polos
lisos
ƒ Régimen de generador síncrono sobreexcitado
e.
ƒ Máquina síncrona con polos
salientes
ƒ Régimen de motor síncrono
subexcitado
f.
ƒ Máquina síncrona con polos
salientes
ƒ Régimen de generador síncrono sobreexcitado
LEYENDA
d
E0
Er
f1
Fa(Ts, t)
Fa(Tr)
Fm1
I
Id
If
Iq
n
n1
P2
Pe = Te·:1
Ps = dPe/dG
eje longitudinal
fem inducida por el campo magnético inductor
tem inducida por el campo magnético resultante
frecuencia de las magnitudes del inducido
fmm de reacción en el sistema de referencia del estator
fmm de reacción en el sistema de referencia del rotor
amplitud de la fundamental de la fmm de reacción
corriente de fase del inducido
componente longitudinal de la corriente del inducido
(máquina síncrona con polos salientes)
corriente de excitación
componente transversal de la corriente del inducido
(máquina síncrona con polos salientes)
velocidad del rotor
velocidad del campo magnético giratorio, velocidad de
sincronismo
potencia activa entregada por el generador a la red
potencia electromagnética
potencia sincronizante
110
q
R
Rf
Ta
Te
Tm
U
Uf
Xa
Xad
Xaq
Xd = Xad + XV
Xq = Xaq + XV
Xs
XV
G
M
Tr
Ts
\
:1
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
eje transversal
resistencia de fase del devanado del inducido
resistencia del devanado de excitación
par de arranque
par electromagnético
par máximo
tensión de fase en los bornes del inducido
tensión de excitación
reactancia correspondiente al campo magnético de
reacción (máquina síncrona con polos lisos)
reactancia correspondiente al campo magnético de
reacción longitudinal (máquina síncrona con polos salientes)
reactancia correspondiente al campo magnético de
reacción transversal (máquina síncrona con polos salientes)
reactancia síncrona longitudinal
reactancia síncrona transversal
reactancia síncrona
reactancia de dispersión de fase
ángulo de carga
desfase entre la tensión U y la corriente I
ángulo eléctrico en el sistema de referencia fijo respeto
al rotor
ángulo eléctrico en el sistema de referencia fijo respeto
al estator
desfase entre la fem E0 y la corriente I
velocidad angular del campo magnético giratorio, velocidad angular de sincronismo
Si a cualquiera de las magnitudes anteriores se le añade el subíndice “n” indica que el valor de dicha magnitud corresponde a condiciones nominales.
111
Capítulo 6: MÁQUINA DE CORRIENTE CONTINUA
CAPÍTULO 6
MÁQUINA DE CORRIENTE CONTINUA
MCC.1.
En la figura MCC.1 se presenta el esquema de una máquina eléctrica rotativa:
Ia
B1
F1
F2
Ua
E
If
Uf
B2
Fig. MCC.1
El esquema corresponde a:
a.
Motor asíncrono trifásico con
rotor bobinado
Motor de corriente continua con
d. excitación independiente
b. con excitación compound
Máquina de corriente continua
e.
Generador de corriente continua
con excitación independiente
c.
Máquina síncrona trifásica
f.
Motor de corriente continua con
excitación independiente, equipado con polos de conmutación
MCC.2.
¿El motor de corriente continua con excitación independiente puede funcionar sin excitación, en vacío? ¿Por qué?
a.
Sí, porque es una máquina con
autoexcitación
No, porque en el caso en que se
d. corta la excitación el motor para
bruscamente
112
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
No, en el caso en que esté equi-
b. pado con devanado de compensa-
e.
Sí, en el caso en que esté equipado con polos de conmutación
No, porque el flujo disminuye
mucho y el motor se embala y se
destruye mecánicamente
f.
Sí, porque la corriente de excitación no influye la expresión del
par del motor
ción y en los demás casos sí
c.
MCC.3.
Para aumentar el flujo inductor de una máquina de corriente continua con
excitación independiente se debe actuar de la siguiente manera:
a.
Se aumenta la corriente del inducido
Se aumenta la velocidad y se
Se aumenta la corriente de exci-
d. tación
b. mantiene constante la corriente
e.
Se actúa simultáneamente sobre
la corriente del inducido y de la
excitación
Se disminuye la corriente de excitación
f.
Se disminuye la corriente del inducido
de excitación
c.
MCC.4.
Un motor de corriente continua con excitación independiente tiene la velocidad de vacío igual a n0. ¿Cómo cambia la velocidad de vacío si la corriente de excitación disminuye y las demás magnitudes permanecen constantes?
n
a.
U a 'U p
Ra
˜
T
ke ˜ k m ˜ ) 2
ke ˜ )
La velocidad de vacío aumenta
b. La velocidad de vacío disminuye
c.
La velocidad de vacío aumenta si el motor tiene devanado de compensación
y en el caso contrario permanece constante
d. La velocidad de vacío permanece constante
e.
La velocidad de vacío permanece constante si el motor está equipado con
devanado de compensación
113
Capítulo 6: MÁQUINA DE CORRIENTE CONTINUA
f.
La velocidad de vacío aumenta si el motor está equipado con devanado de
compensación y disminuye si el motor está equipado con devanado de conmutación
MCC.5.
Se considera una máquina de corriente continua cuyo rotor está equipado
con devanado imbricado, simple, en doble capa del cual se conocen: número
de ranuras del rotor, Z = 14; número de ranuras elementales sobre ranura,
u = 2; número de pares de polos, p = 3.
¿Cuales son los pasos del devanado en el caso en que el devanado es con
bobinas iguales y con bobinas en escalones respectivamente? (y es el paso
del devanado; y1 es el paso de ida; y2 es el paso vuelta)
a.
ƒ Devanado con bobinas iguales:
y = 1; y1 = 4; y2 = 3
ƒ Devanado con bobinas en escalones:
y = 1; y1 = 5; y2 = 4
b.
ƒ Devanado con bobinas iguales:
y = 1; y1 = 5; y2 = 4
ƒ Devanado con bobinas en escalones:
y = 1; y1 = 4; y2 = 3
c.
ƒ Devanado con bobinas iguales:
y = 1; y1 = 5; y2 = 4
ƒ Devanado con bobinas en escalones:
y= 1; y1 = 4,7; y2 = 3,7
d.
ƒ Devanado con bobinas iguales:
y = 1; y1 = 3; y2 = 4
ƒ Devanado con bobinas en escalones:
y = 1; y1 = 4; y2 = 5
e.
ƒ No se puede conseguir un devanado con bobinas iguales
ƒ Devanado con bobinas en escalones:
y = 1; y1 = 4,7; y2 = 3,7
f.
ƒ Devanado con bobinas iguales:
y = 1; y1 = 4,7; y2 = 3,7
ƒ Devanado con bobinas en escalones:
y = 1; y1 = 4; y2 = 3
MCC.6.
La característica mecánica natural del motor de corriente continua con excitación serie se define de la siguiente manera:
a.
n
f T
­U1 U1n cte
®
¯ I f I fn cte
d.
n
f T
­U1 U1n cte
®
¯ I1 I1n cte
114
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
b.
n
f T
^U1
U1n
cte
c.
n
f T
­U1
®
¯ f1
U1n
cte
f1n
cte
e.
n
f T
­U1 U1n cte
°
® I f I fn cte
°I I
cte
n
¯
f.
n
f T
­U1 U1n cte
°
® f1 f1n cte
° I cte
¯ f
MCC.7.
¿A qué tipo de motor le corresponde la característica mecánica definida y
presentada en la figura MCC.7?
n
n
f T
^U
U1n
cte
T
Fig. MCC.7
a.
Motor de corriente continua con
excitación serie
No corresponde a ningún tipo de
d. motor estudiado
b. Motor síncrono trifásico
e.
Motor de corriente continua con
excitación independiente
c.
f.
Motor síncrono trifásico y motor
asíncrono trifásico con rotor bobinado
Motor asíncrono monofásico
MCC.8
¿Los motores de corriente continua pueden funcionar en vacío?
a.
Sí
Sí, salvo los motores con excita-
d. ción derivación
115
Capítulo 6: MÁQUINA DE CORRIENTE CONTINUA
b. serie; No, los demás
Sí, los motores con excitación
e.
No, los motores con autoexcitación; Sí, los demás
c.
No
f.
Sí, salvo los motores con excitación serie
MCC.9.
¿Sobre qué magnitudes y en qué sentido se debe actuar para aumentar el par
electromagnético de una máquina de corriente continua (no se puede actuar
sobre los elementos constructivos de la máquina)?
a.
Se aumenta la corriente de excitación o se disminuye la corriente del inducido
Se aumenta la corriente del inducido, o se aumenta la corriente de excita-
b. ción, o se aumentan simultáneamente las dos corrientes, del inducido y de
excitación
c.
Se disminuye la corriente de excitación y se aumenta la corriente del inducido
El aumento se consigue sólo si se incrementan simultáneamente la corriente
d. de excitación y la carga del generador
e.
Se disminuye la corriente que recorre el devanado de compensación, se
mantiene constante la corriente de excitación y se aumenta la carga del generador simultáneamente
f.
Se aumenta la corriente del inducido y se disminuye la carga del generador
o se aumenta la corriente de excitación o simultáneamente se disminuye la
carga del generador y se aumenta la corriente de excitación
MCC.10.
Se considera un generador de corriente continua con excitación independiente para cual se pide:
x ¿en qué condiciones se manifiesta el fenómeno de reacción transversal
del inducido?
x ¿cómo influye el campo magnético de reacción transversal al campo
magnético resultante?
116
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
a.
ƒ el campo magnético de reacción transversal se manifiesta cuando el generador funciona en vacío
ƒ el campo magnético resultante está deformado respecto al eje longitudinal del polo, siendo más reforzado en un lado y más debilitado en el otro:
ƒ para cargas pequeñas ambas variaciones se compensan, y por tanto
el flujo magnético resultante por polo se mantiene respecto al funcionamiento en vacío
ƒ para cargas grandes, como el circuito magnético se satura, el flujo
por polo disminuye respecto al funcionamiento en vacío
b.
ƒ el campo magnético de reacción transversal se manifiesta cuando la corriente del inducido es diferente a cero
ƒ en carga, el campo magnético resultante está deformado pero el flujo
magnético resultante por polo no cambia respecto al funcionamiento en
vacío
c.
ƒ el campo magnético de reacción transversal se manifiesta sólo en el caso
en que el generador está equipado con devanado de compensación y la
corriente del inducido es igual a cero
ƒ el campo magnético resultante está deformado respecto al eje longitudinal del polo, siendo más reforzado en un lado y más debilitado en el otro.
ƒ para cargas pequeñas ambas variaciones se compensan, y por tanto
el flujo magnético resultante por polo permanece constante respecto
al funcionamiento en vacío
ƒ para cargas grandes, como el circuito magnético se satura, el flujo
por polo aumenta respecto al funcionamiento en vacío
d.
ƒ el campo magnético de reacción transversal se manifiesta cuando la corriente del inducido es diferente a cero
ƒ de forma independiente de la carga, el campo magnético de reacción
transversal produce una disminución acentuada del campo resultante
e.
ƒ el campo magnético de reacción transversal se manifiesta cuando el generador funciona en carga
ƒ el campo magnético resultante está deformado respecto al eje longitudinal del polo, siendo más reforzado en un lado y más debilitado en el otro.
ƒ para cargas pequeñas ambas variaciones se compensan, y por tanto
el flujo magnético resultante por polo permanece constante respecto
al funcionamiento en vacío
ƒ para cargas grandes, como el circuito magnético se satura, el flujo
por polo disminuye respecto al funcionamiento en vacío
117
Capítulo 6: MÁQUINA DE CORRIENTE CONTINUA
f.
ƒ el campo magnético de reacción transversal se manifiesta cuando la corriente del inducido es igual a cero
ƒ para cargas pequeñas, el campo magnético resultante se mantiene
constante tanto en vacío como en carga;
ƒ para cargas grandes el campo magnético resultante aumenta respecto al funcionamiento en vacío
MCC.11.
En la figura MCC.11 se presenta el esquema eléctrico de principio de una
máquina eléctrica rotativa. El esquema corresponde a:
A1
F1
Ia
F2
E
If
Uf
Ua
A2
Fig. MCC.11
a.
Motor asíncrono trifásico con rotor bobinado
b. Motor de corriente continua con excitación compound
c.
Motor de corriente continua con excitación independiente, equipado con
polos de conmutación
d. Generador síncrono trifásica
e.
Generador de corriente continua con excitación independiente
f.
Motor de corriente continua con excitación independiente
MCC.12.
Característica mecánica natural del motor de corriente continua con excitación derivación es:
118
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
Característica mecánica dura
n
n T
U1
U1n
cte
f1
f1n
cte
Característica mecánica rígida
n
U1
U1n
cte
f1
f1n
cte
n
n
a.
n T
n0
d.
n0
T
T
Característica mecánica dura
Característica mecánica dura
n
n T
U1
U1n
cte
n
n
n T
n
b.
e.
U1
U1n
cte
If
I fn
cte
n0
T
T
Característica mecánica elástica
n
n
c.
n T
Característica mecánica dura
U1
U1n
cte
f1
f1n
cte
n
If
I fn
cte
n
f.
n0
T
n T
U1
U1n
cte
If
I fn
cte
f1
f1n
cte
n0
T
MCC.13.
La característica mecánica natural del motor de corriente continua con excitación independiente se define de la siguiente manera:
119
Capítulo 6: MÁQUINA DE CORRIENTE CONTINUA
a.
n
f T
­U1 U1n cte
®
¯ I f I fn cte
b.
n
f T
^U1
U1n
cte
f T
­U1
®
¯ f1
U1n
cte
f1n
cte
c.
n
d.
n
f T
­U1 U1n cte
®
¯ I1 I1n cte
e.
n
f T
­U1 U1n cte
°
® I f I fn cte
°I I
cte
n
¯
f T
­U1 U1n cte
°
® f1 f1n cte
° I cte
¯ f
f.
n
MCC.14.
¿Qué relación existe entre la tensión en bornes de un generador de corriente
continua con excitación independiente (o derivación) cuando está en carga,
Ua, y la tensión en vacío Ua0, si el generador no está equipado con devanado
de compensación?
Para la misma carga, la misma corriente de excitación y la misma velocidad,
¿cuál es la relación entre la tensión en bornes del inducido del generador
con excitación independiente, UaI, y con excitación derivación, UaD, teniendo en cuenta que en vacío las tensiones eran iguales?
a.
b.
Ua > Ua0
UaI > UaD
Ua < Ua0
UaI < UaD
c.
d.
Ua < Ua0
UaI = UaD
Ua < Ua0
UaI > UaD
e.
f.
Ua > Ua0
UaI < UaD
Ua = Ua0
UaI > UaD
MCC.15.
¿Cuál es el tipo de máquina eléctrica y el régimen de funcionamiento que
corresponden a las siguientes ecuaciones?
­ Ra ˜ I a 'U esc E U a
°
p
°
˜N ; )
® E ke ˜ n ˜ ) ; k e
a
°
°̄ T km ˜ ) ˜ I a ; U f Rf ˜ I f
f If , Ia
120
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
¿Qué significan las siguientes magnitudes T, ĭ, Ia, Rf, p, ǻUesc de las ecuaciones anteriores?
a.
Generador de corriente continua
Motor de corriente continua
ƒ T: par electromagnético
ƒ ĭ: flujo magnético resultante
por polo
ƒ Ia: corriente del inducido
ƒ Rf: resistencia del devanado de
excitación
ƒ p: número de pares de polos
ƒ ǻUesc: caída de tensión en las
escobillas
ƒ T: par electromagnético
ƒ ĭ: flujo magnético resultante
por polo
ƒ Ia: corriente del inducido
ƒ Rf: resistencia del devanado de
excitación
ƒ p: número de pares de polos
ƒ ǻUesc: caída de tensión en las
escobillas
b.
Motor de corriente continua
ƒ T: par útil
ƒ ĭ: flujo magnético resultante
por polo
ƒ Ia: corriente del inducido
ƒ Rf: resistencia del devanado de
excitación en serie con el devanado de compensación
ƒ P: número de pares de polos
ƒ ǻUesc: caída de tensión en las
escobillas
c.
Generador de corriente continua
ƒ T: par electromagnético
ƒ ĭ: flujo magnético inductor
ƒ Ia: corriente del inducido
ƒ Rf: resistencia del devanado de
excitación
ƒ p: número de pares de polos
ƒ ǻUesc: caída de tensión en las
escobillas
d.
e.
Generador de corriente continua
ƒ T: par útil
ƒ ĭ: flujo magnético resultante
por polo
ƒ Ia: corriente del inducido
ƒ Rf: resistencia del devanado de
excitación
ƒ p: número de polos
ƒ ǻUesc: caída de tensión en las
escobillas
f.
Motor de corriente continua
ƒ T: par electromagnético
ƒ ĭ: flujo magnético inductor
ƒ Ia: corriente de excitación
ƒ Rf: resistencia del inducido
ƒ p: número de pares de polos
ƒ ǻUesc: caída de tensión en las
escobillas
MCC.16.
Para un generador de corriente continua, excitación independiente, ¿qué relación existe entre el campo magnético en carga y en vacío, si la velocidad y
la corriente de excitación en ambos casos son iguales?
121
Capítulo 6: MÁQUINA DE CORRIENTE CONTINUA
a.
Si el generador está equipado con
devanado de compensación, el
campo magnético resultante por
polo es aproximadamente igual
tanto en carga como en vacío
Si no está equipado con devanado
de compensación, el campo magnético resultante por polo es:
ƒ aproximadamente igual tanto
en carga como en vacío para
cargas pequeñas
ƒ en carga es menor que en vacío para cargas grandes
El campo magnético resultante en
b. carga es idéntico al campo magnético en vacío
c.
Si el generador está equipado con
devanado de conmutación, entonces el campo magnético resultante por polo es menor en carga
que en vacío
Si el generador está equipado con
devanado de compensación, entonces el campo magnético resultante por polo es mayor en
carga que en vacío
Si el generador no está equipado
con devanado de compensación,
entonces el campo magnético resultante por polo es mayor en
carga que en vacío
d. Si el generador está equipado con
devanado de compensación, entonces el campo magnético resultante por polo es aproximadamente igual tanto en carga como
en vacío
e.
f.
El campo magnético resultante
por polo siempre es mayor en
carga que en vacío
Si el generador no está equipado
con devanado de conmutación,
entonces el campo magnético resultante por polo es menor en
carga que en vacío
Si el generador está equipado con
devanado de conmutación, entonces el campo magnético resultante por polo es igual tanto en
carga como en vacío
MCC.17.
Para una máquina de corriente continua, excitación independiente, ¿cuáles
son las pérdidas constantes y las pérdidas variables respecto a la carga?
a.
ƒ Pérdidas constantes: en el hierro; en el contacto escobillas colector de delgas; en el devanado de compensación
ƒ Perdidas variables con la carga: en los devanados del inducido y de conmutación; mecánicas
d.
ƒ Pérdidas constantes: mecánicas de rozamiento y ventilación
ƒ Pérdidas variables con la carga: en el devanado del inducido, en el hierro, en los devanados conectados en serie con el
inducido; en el contacto escobillas - colector de delgas
122
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
b.
ƒ Pérdidas constantes: en el hierro; mecánicas de rozamiento
y ventilación
ƒ Pérdidas variables con la carga: en los devanados del inducido, de compensación y de
conmutación; en el contacto
escobillas - colector de delgas
c.
ƒ Pérdidas constantes: en el devanado de conmutación; mecánicas;
ƒ Pérdidas variables con la carga: en el hierro; en el devanado del inducido; en el contacto
escobillas - colector de delgas
e.
ƒ Pérdidas constantes: en el devanado del inducido y en todos
los demás devanados conectados en serie con el inducido
ƒ Pérdidas variables con la carga: en el contacto escobillas colector de delgas; en el hierro; mecánicas de rozamiento
y ventilación
f.
ƒ Pérdidas constantes: en los devanados del inducido, de compensación y de conmutación;
en el contacto escobillas colector de delgas
ƒ Perdidas variables con la carga: en el hiero; mecánicas de
rozamiento y ventilación
MCC.18.
Se considera un generador de corriente continua con excitación independiente, que no tiene devanado de compensación. Si la carga y la velocidad
se mantienen constantes, ¿sobre qué magnitudes y en qué sentido se debe
actuar para que la tensión se mantenga constante e igual a la tensión de vacío?
Se mantiene la corriente de excitación constante y se aumenta la
corriente que recorre el devanado
de compensación
d.
Se aumenta la corriente de excitación y simultáneamente se disminuye la corriente del inducido
b. ducido y se mantiene constante la
e.
Se disminuye la corriente de excitación
Se aumenta la corriente por el
devanado de conmutación
f.
Se aumenta la corriente de excitación
a.
Se disminuye la corriente del incorriente de excitación
c.
MCC.19.
Las características mecánicas de la figura MCC.19 corresponden:
123
Capítulo 6: MÁQUINA DE CORRIENTE CONTINUA
n
n0
I
II
n
f T
­U
®
¯ Ie
U1n
cte
I fn
cte
T
Fig. MCC.19
a.
b.
I: El motor de corriente continua con excitación serie
II: El motor asíncrono trifásico
I: El motor de corriente continua con excitación independiente equipado con
devanado de compensación
II: No corresponde a ningún tipo de motor eléctrico clásico estudiado
I: El motor asíncrono trifásico
c.
II: El motor de corriente continua con excitación independiente que no tiene
devanado de compensación
I: El motor síncrono trifásico
d. II: El motor de corriente continua con excitación independiente equipado
con devanado de compensación
e.
f.
I: El motor de corriente continua con excitación independiente que no tiene
devanado de compensación
II: El motor de corriente continua con excitación independiente equipado
con devanado de compensación
I: El motor de corriente continua con excitación serie
II: El motor de corriente continua con excitación independiente
MCC.20.
La característica mecánica natural del motor de corriente continua con excitación serie es:
124
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
Característica mecánica dura
n
n T
U1
U1n
cte
f1
f1n
cte
Característica mecánica rígida
n
U1
U1n
cte
f1
f1n
cte
n
n
a.
n T
d.
n0
n0
T
T
Característica mecánica elástica
n
n T
U1
U1n
Característica mecánica dura
cte
n
n
n T
n
b.
e.
U1
U1n
cte
If
I fn
cte
n0
T
T
Característica mecánica elástica
n
n
c.
n T
U1
U1n
cte
f1
f1n
cte
If
I fn
cte
Característica mecánica dura
n
n T
U1
U1n
cte
If
I fn
cte
f1
f1n
cte
n
f.
n0
n0
T
MCC.21
La corriente en la sección conmutada tiene la siguiente expresión:
T
125
Capítulo 6: MÁQUINA DE CORRIENTE CONTINUA
i
er ec
r1 r2
˜ Ia r1 r2 rs
r1 r2 rs
x ¿Cuál es la condición que se debe cumplir para que la conmutación
sea lineal?
x ¿Cuál es la denominación de las fem inducidas en la sección conmutada y de qué manera influyen estas tensiones en la conmutación?
(r1, r2: las resistencias de transición entre dos delgas siguientes y la escobilla; rs: la resistencia de la sección conmutada)
a.
b.
er + ec = 0; r1 + r2 >> rs
er: fem reactiva
ec: fem de conmutación
er: retrasa el proceso de conmutación
ec: mejora el proceso de conmutación
er + ec < 0
er: fem de reacción
ec: fem de conmutación
Las dos fem retrasan el proceso
de conmutación
er + ec > 0
er: fem de reacción
d. ec: fem de conmutación
Los dos fem mejoran el proceso
de conmutación
r1 – r2 = 0
er: fem reactiva
e.
ec: fem de compensación
Ninguna de las dos fem influyen
en el proceso de conmutación
er + ec = 0; r1 + r2 << rs
c.
r1 – r2 < 0
er: fem reacción
ec: fem de compensación
Las dos fem retrasan el proceso
de conmutación
er: fem reactiva
f.
ec: fem de conmutación
er: mejora el proceso de conmutación
ec: retrasa el proceso de conmutación
MCC.22.
En la figura MCC.22 se presenta una sección transversal de una máquina
eléctrica. ¿A qué tipo de máquina le corresponde esta sección? ¿Qué flujo
está representado con líneas discontinuas?
126
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
x
x
x
I
Fig. MCC.22
a.
ƒ Máquina de corriente continua
ƒ Flujo magnético inductor
d.
ƒ Máquina de corriente continua
b. ƒ Flujo magnético de reacción
ƒ Máquina asíncrona monofásica
ƒ Flujo magnético resultante
ƒ Flujo magnético inductor
ƒ Máquina de corriente continua
e.
transversal del inducido
c.
ƒ Máquina síncrona
f.
ƒ Flujo magnético de reacción
longitudinal del inducido
ƒ Máquina síncrona
ƒ Flujo magnético resultante
MCC.23.
¿Cuál es la expresión del par electromagnético de una máquina de corriente
continua?
¿Sobre qué magnitudes y en qué sentido se debe actuar para aumentar el par
electromagnético, T, del generador de corriente continua con excitación independiente?
T
a.
km ˜ n ˜ )
Se aumenta la velocidad y se aumenta la carga del generador
T
km ˜ I a ˜ )
d. Se aumenta la corriente de excitación y se disminuye la carga del
generador
127
Capítulo 6: MÁQUINA DE CORRIENTE CONTINUA
T
T
km ˜ n ˜ )
b. Se aumenta la velocidad y se
e.
disminuye la carga del generador
T
c.
km ˜ I a ˜ ) ˜ n
Se aumentan simultáneamente la
corriente de excitación, la carga y
la velocidad del generador
Se aumenta la corriente de excitación y/o se aumenta la corriente
del inducido
T
f.
km ˜ I a ˜ )
km ˜ n ˜ )
Se aumenta la velocidad y/o se
aumenta el flujo magnético resultante por polo
MCC.24.
Entre los procedimientos utilizados para mejorar la conmutación están:
a.
ƒ las escobillas se disponen lo
más cerca del eje de los polos
principales
ƒ los polos de conmutación
ƒ se utilizan escobillas con mayor resistencia de contacto
b.
ƒ se utilizan escobillas con resistencia de contacto lo más
pequeña posible
ƒ las escobillas se desplazan del
eje neutro
ƒ se equipa la máquina con polos
auxiliares
ƒ se equipa la máquina con devanado de compensación
c.
ƒ está prohibido la utilización
del devanado de compensación
ƒ se equipa la máquina con polos
auxiliares
ƒ se aumenta la resistencia del
circuito de conmutación mediante la utilización de escobillas con mayor resistencia de
contacto
d.
ƒ devanados de conmutación y
compensación
ƒ escobillas con resistencia de
contacto lo más pequeña posible
ƒ las escobillas se disponen justo
en el eje neutro de la máquina
e.
ƒ las escobillas se desplazan del
eje neutro
ƒ se equipa la máquina con polos
auxiliares
ƒ se equipa la máquina con devanado de compensación
ƒ se aumenta la resistencia del
circuito de conmutación mediante la utilización de escobillas con mayor resistencia de
contacto
f.
ƒ se utilizan escobillas con resistencia de contacto lo más
pequeña posible
ƒ se equipa la máquina con polos
de conmutación
ƒ se equipa la máquina con devanado de compensación
ƒ se aumenta el número de escobillas
128
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
MCC.25.
¿Cuál es el tipo de máquina eléctrica y el régimen de funcionamiento que
corresponden a las siguientes ecuaciones?
Ra ˜ I a 'U p U a
E
ke ˜ n ˜ ) ;
ke
p
˜N
a
E ;
; )
Uf
f If , Ia
Rf ˜ I f
; T
km ˜ ) ˜ I a
¿Qué significan las siguientes magnitudes E, ĭ, a, Ra, Uf de las ecuaciones
anteriores?
Generador de corriente continua
a.
ƒ E: fem inducida por el campo magnético resultante
ƒ ĭ: flujo magnético resultante por polo
ƒ a: número de pares de ramas en paralelo
ƒ Ra: resistencia del inducido
ƒ Uf: tensión de alimentación del devanado de excitación
Motor de corriente continua
b.
ƒ E: fem inducida por el campo magnético resultante
ƒ ĭ: flujo magnético resultante por polo
ƒ a: número de pares de ramas en paralelo
ƒ Ra: resistencia del inducido
ƒ Uf: tensión generada en los bornes del devanado de excitación
Generador de corriente continua
c.
ƒ E: fem inducida por el campo magnético inductor
ƒ ĭ: flujo magnético resultante por polo
ƒ a: número de pares de ramas en paralelo
ƒ Ra: resistencia del inducido
ƒ Uf: tensión de alimentación del devanado de excitación
Motor de corriente continua
d.
ƒ E: fem inducida por el campo magnético resultante
ƒ ĭ: flujo magnético inductor
ƒ a: número de ramas en paralelo
ƒ Ra: resistencia del inducido
ƒ Uf: tensión de alimentación del devanado de excitación
129
Capítulo 6: MÁQUINA DE CORRIENTE CONTINUA
Generador de corriente continua
e.
ƒ E: fem inducida por el campo magnético inductor
ƒ ĭ: flujo magnético resultante
ƒ a: número de ramas en paralelo
ƒ Ra: resistencia del inducido
ƒ Uf: tensión de alimentación del devanado de excitación
Motor de corriente continua
f.
ƒ E: fem inducida por el campo magnético resultante
ƒ ĭ: flujo magnético resultante por polo
ƒ a: número de pares de ramas en paralelo
ƒ Ra: resistencia del inducido
ƒ Uf: tensión de alimentación del devanado de excitación
MCC.26.
Se considera una máquina de corriente continua con 6 escobillas, cuya corriente nominal es In.
x ¿Cómo se define la rama de corriente en paralelo?
x ¿Cuál es el número de pares de ramas en paralelo, a?
x ¿Cuál es la corriente que recorre los conductores del inducido, Ic?
a.
b.
ƒ rama en paralelo representa la
porción del devanado del inducido situada entre dos escobillas de la misma polaridad
d.
ƒ Rama en paralelo representa la
porción del devanado del inducido situada entre dos escobillas de la misma polaridad
ƒ a=3
ƒ a=6
ƒ Ic = Ia /6
ƒ Ic = Ia /6
ƒ rama en paralelo representa la
porción del devanado del inducido situada entre dos delgas
sucesivas en el sentido del devanado
ƒ Rama en paralelo representa la
porción del devanado del inducido situada entre dos delgas
sucesivas en el sentido del devanado
e.
ƒ a=3
ƒ a=6
ƒ Ic = Ia /3
ƒ Ic = Ia /12
130
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
c.
ƒ rama en paralelo representa la
porción del devanado del inducido situada entre dos escobillas de polaridad opuesta
f.
ƒ rama en paralelo representa la
porción del devanado del inducido situada entre dos escobillas de polaridad opuesta
ƒ a=3
ƒ a=6
ƒ Ic = Ia /6
ƒ Ic = Ia /6
MCC.27.
¿Para qué tipo de máquina eléctrica y a qué régimen de funcionamiento corresponde el balance de potencias presentado en la figura MCC.27?
¿En este caso, qué significan las siguientes magnitudes: T, Tu, Pe, Pmrv del
balance de potencias?
Pe = E·Ia = T·:
P2=Tu :
P1 = Ua·Ia
2
Uf·If
Rf I2f
Ra I a
Pmrv PFe
'Up Ia
Fig. MCC.27
a.
Generador de corriente continua
con excitación serie
ƒ T: par eléctrico
ƒ Tu: par útil
ƒ Pe: potencia eléctrica
ƒ Pmrv: pérdidas mecánicas por
rozamiento y ventilación
b.
Generador de corriente continua
con excitación independiente
ƒ T: par electromagnético
ƒ Tu: par útil
ƒ Pe: potencia eléctrica
ƒ Pmrv: pérdidas en el hierro
d.
Motor de corriente continua con
excitación independiente
ƒ T: par electromagnético
ƒ Tu: par útil
ƒ Pe: potencia electromagnética
ƒ Pmrv: pérdidas mecánicas por
rozamiento y ventilación
e.
Motor de corriente continua con
excitación independiente
ƒ T: par útil
ƒ Tu: par mecánico
ƒ Pe: potencia electromagnética
ƒ Pmrv: pérdidas mecánicas
Capítulo 6: MÁQUINA DE CORRIENTE CONTINUA
131
Motor de corriente continua con
excitación serie
ƒ T: par electromagnético
ƒ Tu: par mecánico
ƒ Pe: potencia eléctrica
ƒ Pmrv: pérdidas mecánicas por
rozamiento y ventilación
Motor de corriente continua con
excitación serie
ƒ T: par electromagnético
ƒ Tu: par útil
ƒ Pe: potencia electromagnética
ƒ Pmrv: pérdidas mecánicas por
rozamiento y ventilación
c.
f.
MCC.28.
Se considera un generador de corriente continua con excitación independiente que funciona en vacío. La corriente de excitación varía de manera
estrictamente monótona: aumenta empezando desde el valor cero hasta el
valor Ifn y después disminuye hasta cero.
x Para el mismo valor de la corriente de excitación, ¿cuál es la relación
entre la tensión en los bornes del inducido, cuando la tensión de excitación aumenta, Ua0a, y cuando disminuye, Ua0d, respectivamente?
x ¿Qué fenómeno justifica la relación anterior?
a.
ƒ Ua0a = UA0d
ƒ fenómeno de saturación del
circuito magnético
b.
ƒ Ua0a > UA0d
ƒ fenómeno de histéresis del circuito magnético construido
con chapas de acero
c.
ƒ Ua0a > UA0d
ƒ fenómeno de saturación magnética y la presencia de la tensión remanente
d.
ƒ Ua0a < UA0d
ƒ Fenómeno de histéresis del
circuito magnético construido
con chapas de acero
e.
ƒ Ua0a < UA0d
ƒ fenómeno de saturación magnética y la presencia de la tensión remanente
f.
ƒ Ua0a = UA0d
ƒ fenómenos de saturación y de
histéresis del circuito magnético construido con chapas de
acero
MCC.29.
Se considera una máquina de corriente continua con excitación independiente. Su devanado de excitación tiene Nf espiras por polo y está recorrido
por una corriente If.
132
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
x Cuál es la expresión de la inducción del campo magnético inductor,
escrita en el sistema de referencia del estátor?
x Cómo es la distribución espacial y temporal del campo magnético inductor del entrehierro?
ƒ B0 D s
a.
ƒ el campo magnético inductor
es constante en el tiempo y en
el espacio
ƒ B0 Ds
b.
P0 ˜
P0 ˜
d.
2 ˜ Nf ˜ If
G Ds
e.
Nf ˜ If
G
f.
2 ˜ Nf ˜ If
G Ds
P0 ˜
Nf ˜ If
G Ds
ƒ el campo magnético inductor
es constante en el tiempo y es
variable en el espacio, es decir:
es aproximadamente constante
y máximo debajo de cada polo
(B0,Norte = - B0,Sur) y disminuye
en el espacio interpolar hasta
hacerse cero en la línea neutra
ƒ B0 Ds
ƒ el campo magnético inductor
es variable en el tiempo y es
constante en el espacio: es positivo debajo del polo norte y
negativo debajo del polo sur
P0 ˜
ƒ el campo magnético inductor
es variable en el tiempo y en el
espacio: es positivo debajo del
polo norte y negativo debajo
del polo sur
ƒ B0 Ds
ƒ el campo magnético inductor
es constante en el tiempo y es
variable en el espacio, es decir:
es aproximadamente constante
y máximo debajo de cada polo
(B0,Norte = - B0,Sur) y disminuye
en el espacio interpolar hasta
hacerse cero en la línea neutra
ƒ B0 Ds
c.
ƒ B0 Ds
N ˜I
P0 ˜ f f
G
P0 ˜
2 ˜ Nf ˜ If
G
ƒ el campo magnético inductor
es constante en el tiempo y en
el espacio
MCC.30.
La fem inducida en una rama en paralelo del devanado del inducido es:
E
p
˜ N ˜n˜)
a
x ¿Qué significan las magnitudes incluidas en esta expresión?
133
Capítulo 6: MÁQUINA DE CORRIENTE CONTINUA
x ¿Teniendo en cuenta que la máquina está ya construida, sobre qué
magnitudes y en qué sentido se debe actuar para aumentar la fem, E?
a.
ƒ p: número de pares de polos
a: número de ramas de corriente en paralelo
N: número de conductores del
inducido
n: velocidad de la máquina
ĭ: flujo inductor
d.
ƒ se aumenta la velocidad y/o se
aumenta la corriente de excitación
b.
ƒ p: número de polos
a: número de ramas de corriente en paralelo
N: número de conductores de
la máquina
n: velocidad de la máquina
ĭ: flujo inductor
ƒ se aumentan la velocidad y la
corriente de excitación
e.
ƒ se aumenta la velocidad y/o se
aumenta el flujo magnético inductor
c.
ƒ p: número de pares de polos
a: número de pares de ramas
de corriente en paralelo
N: número de conductores por
cada rama de corriente
n: velocidad de la máquina
ĭ: flujo magnético inductor
ƒ se aumentan la velocidad y el
flujo inductor
ƒ p: número de pares de polos
a: número de ramas de corriente en paralelo
N: número de conductores de
cada rama de corriente en
paralelo
n: velocidad de la máquina
ĭ: flujo resultante por polo
ƒ p: número de pares de polos
a – número de pares de ramas
de corriente en paralelo
N: número de conductores por
cada rama de corriente
n: velocidad de la máquina
ĭ: flujo inductor
ƒ se aumenta la velocidad y se
disminuye el flujo inductor
f.
ƒ p: número de pares de polos
a: número de pares de ramas
de corriente en paralelo
N: número de conductores del
devanado del inducido
n: velocidad de la máquina
ĭ: flujo magnético resultante
por polo
ƒ se aumenta la velocidad y/o se
aumenta la corriente de excitación
134
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
LEYENDA
a
B0
número de pares de ramas en paralelo
inducción electromagnética del campo magnético inductor
fem de conmutación
fem reactiva
fem inducida por el flujo magnético resultante por polo
corriente en la sección conmutada
corriente del inducido
corriente que recorre un conductor del inducido
corriente de excitación
corriente nominal del inducido
ec
er
E
i
Ia
Ic = Ia/2a
If
In
ke = p·N/a
km = p·N/(2·S·a)
n
velocidad del rotor
n0
velocidad de funcionamiento en vacío
N
número de conductores del rotor
Nf
número de espiras del devanado de excitación, por polo
p
número de pares de polos
P1
potencia absorbida del motor de la red
P2
potencia útil
Pe
potencia electromagnética
PFe
pérdidas en el hierro
Pmrv
pérdidas mecánicas por rozamiento y ventilación
r1 , r2
las resistencias de transición entre dos delgas siguientes
y la escobilla
rs
la resistencia de la sección conmutada
Ra
resistencia equivalente del inducido
Rf
resistencia del devanado de excitación
T
par electromagnético
Tu
par útil
Capítulo 6: MÁQUINA DE CORRIENTE CONTINUA
Ua
Uf
'Uesc
y
y1
y2
Ds
G
)
:
135
tensión del inducido
tensión de excitación
caída de tensión en las escobillas
paso resultante
paso anterior (ancho de bobina)
paso posterior (paso de conexión)
ángulo geométrico el sistema de referencia del estátor
anchura del entrehierro
flujo magnético resultante por polo
velocidad angular del rotor
Si a cualquiera de las magnitudes anteriores se le añade el subíndice “n” indica que el valor de dicha magnitud corresponde a condiciones nominales.
137
Capítulo 7: ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS
CAPÍTULO 7
ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS
AE. 1.
¿Cómo se modifica el par de arranque de un motor asíncrono con rotor en
jaula de ardilla y devanado del estator monofásico si la tensión de alimentación disminuye 2 veces respecto a la tensión nominal?
a.
Disminuye 2 veces
Permanece constante, diferente a
d. cero
b. Permanece constante, igual a cero
e.
Disminuye 2 veces si la frecuencia disminuye 2 veces también
c.
f.
Es diferente a cero si el devanado
principal está conectado en estrella
Disminuye 4 veces
AE. 2.
Un motor asíncrono trifásico tiene la tensión nominal igual a 230/400V.
¿Cuál es la tensión de línea de la red de alimentación en el caso en que el
motor arranque por el método estrella/triángulo?
a.
d. lores nominales
400 V si el motor es con el rotor
e.
400 V en el caso en que el motor
arranca en vacío y 230 V si el
motor arranca en carga
f.
400 V
b. en jaula de ardilla
c.
230 V o 400 V, al ser ambos va-
400 V
230 V en el caso en que el motor
arranca en vacío y 400 V si el
motor arranca en carga
AE. 3.
Se considera como esquema de referencia el esquema de la figura AE.3.1.
138
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
x ¿De que tipo de motor se trata?
x ¿Es adecuado el esquema de la figura AE.3.2 para invertir el sentido
de rotación del motor representado en la figura AE.3.1?
E1
A1
E2
E1
A1
E2
=
=
A2
A2
Fig. AE.3.1
Fig. AE.3.2
a.
ƒ Motor de corriente continua
con excitación serie
ƒ Sí
d.
ƒ Motor de corriente continua
con excitación derivación
ƒ Sí
b.
ƒ Motor asíncrono monofásico
ƒ No
e.
ƒ Motor asíncrono monofásico
ƒ Sí
c.
ƒ Motor de corriente continua
con excitación derivación
ƒ No
f.
ƒ Motor de corriente continua
con excitación serie
ƒ No
AE. 4.
El reostato de arranque se conecta de la siguiente manera:
a.
En serie con el devanado de excitación
En serie con el devanado de excitación para los motores asíncronos con ro-
b. tor bobinado y en serie con el devanado del inducido para los motores de
corriente continua
c.
En serie con el devanado del inducido para los motores asíncronos y en serie con el devanado de excitación para los motores de corriente continua
d.
En serie con el devanado del inducido para los motores asíncronos con rotor
bobinado y en serie con el devanado de excitación para los demás tipos de
motores
e.
f.
En serie con el devanado del inducido
En derivación con el devanado del inducido
AE. 5.
¿Mediante qué métodos se puede arrancar un motor asíncrono monofásico?
139
Capítulo 7: ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS
a.
ƒ estrella – triángulo
ƒ con devanado auxiliar
d.
ƒ estrella – triángulo
ƒ con espira de sombra
ƒ con devanado auxiliar
b.
ƒ con reostato de arranque
ƒ con devanado auxiliario
e.
ƒ motor auxiliar
ƒ estrella – triángulo
ƒ con espira de sombra
c.
ƒ reostato de arranque
ƒ con tensión variable
f.
ƒ con espira de sombra
ƒ con devanado auxiliar
AE. 6.
Un motor síncrono que tiene 5 pares de polos arranca mediante un motor
asíncrono trifásico auxiliar. ¿Cuantos pares de polos debe tener el motor
asíncrono trifásico auxiliar?
a.
d. 6 pares de polos
5 pares de polos
b. motores no tiene ninguna impor-
El número de polos de los dos
e.
5 pares de polos si arranca en vacío y 4 pares de polos si arranca
en carga
c.
f.
El número de pares de polos debe
superar a 5
tancia
4 pares de polos
AE. 7.
¿Para qué se utiliza el esquema eléctrico que se presenta en la figura AE.7?
3a
3a
=
Rf
F1
F2
Fig. AE.7.
R # 7·Rf
140
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
a.
d. trifásico con rotor bobinado me-
Arranque del motor asíncrono
e.
Arranque del motor síncrono trifásico en el caso en que no puede
arrancar en asíncrono
f.
Arranque del motor asíncrono
trifásico mediante el método estrella – triángulo
b. monofásico de fase partida
c.
Arranque del motor asíncrono
Arranque asíncrono del motor
síncrono trifásico
Arranque del motor de corriente
continua con excitación independiente
diante reostato de arranque
AE. 8.
Se consideran las siguientes caracteristicas mecánicas:
I
n
n
II
­U U1n cte
°
f T ® f1 f1n cte
°I I
cte
fn
¯ e
n
f T
^U
U1n
cte
n
n1
T
T
III
­U
f T ®
¯ If
n
IV
U1n
cte
I fn
cte
n
n0
n
­U U1n cte
f T ®
¯ f1 f1n cte
n
n0
T
T
141
Capítulo 7: ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS
Estas características mecánicas corresponden a los siguientes motores eléctricos:
a.
I – motor de corriente continua
con excitación serie
II – motor de corriente continua
con excitación independiente
III – motor asíncrono trifásico
IV – motor síncrono trifásico
b.
I – motor de corriente continua
con excitación independiente
II – motor asíncrono trifásico
III – motor síncrono trifásico
IV – motor de corriente continua
con excitación serie
c.
I – motor asíncrono trifásico
II – motor síncrono trifásico
III – motor de corriente continua
con excitación serie
IV – motor de corriente continua
con excitación independiente
d.
I – motor síncrono trifásico
II – motor de corriente continua
con excitación serie
III – motor de corriente continua
con excitación independiente
IV – motor asíncrono trifásico
e.
I – motor síncrono trifásico
II – motor de corriente continua
con excitación independiente
III – motor de corriente continua
con excitación serie
IV – motor asíncrono trifásico
f.
I – motor de corriente continua
con excitación independiente
II – motor de corriente continua
con excitación serie
III – motor síncrono trifásico
IV – motor asíncrono trifásico
AE. 9.
Se considera un motor de corriente continua con excitación serie que está
girando en el sentido indicado en la figura AE.9.1.
¿Mediante cuales de los esquemas de la figura AE.9.2 se puede invertir el
sentido de rotación del motor de la figura AE.9.1?
A1
D1
=
A2
Fig. AE. 9.1
D2
142
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
I
=
A1 D1
II
D2
=
A1 D2
III
D1
=
A2
A2
A1 D
2
D1
A2
Fig. AE. 9.2
a.
b.
I y II
I y III
c.
d.
e.
f.
II y III
I
III
II
AE. 10.
Para aumentar la velocidad en un motor asíncrono trifásico, que está funcionando en un punto de la característica natural y que arrastra una carga cuyo
par resistente es constante: T = 0,5·Tn, se debe actuar de la siguiente forma:
a.
ƒ se aumenta la frecuencia de la
tensión de alimentación
ƒ se disminuye el número de pares de polos (para el motor
asíncrono trifásico con rotor en
jaula de ardilla)
b.
ƒ se aumenta la frecuencia de la
tensión de alimentación
ƒ se disminuye el número de pares de polos (para el motor
asíncrono trifásico con rotor
bobinado)
c.
ƒ se disminuye la corriente de
excitación
ƒ se aumenta la frecuencia de la
tensión
de
alimentación
(U1/f1 = cte)
d.
ƒ se aumenta el valor de la resistencia del reostato de regulación (para el motor asíncrono
trifásico con rotor en cortocircuito)
ƒ se aumenta el número de pares
de polos
e.
ƒ se disminuye la frecuencia de
la tensión de alimentación
(U1/f1 = cte)
ƒ se disminuye el número de pares de polos (para el motor
asíncrono trifásico con rotor en
cortocircuito)
f.
ƒ se aumenta la frecuencia de la
tensión de alimentación
ƒ se aumenta el número de pares
de polos (para motor asíncrono
trifásico con rotor bobinado)
ƒ se aumenta el valor de la resistencia del reostato de regulación (para el motor asíncrono
trifásico con rotor bobinado)
143
Capítulo 7: ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS
AE. 11.
¿Cómo se puede disminuir el flujo en el motor de corriente continua con excitación independiente?
a.
Se conecta en derivación con el
devanado de excitación un reostato de regulación y se aumenta la
resistencia del reostato con la finalidad de aumentar la corriente
de excitación
b.
Se conecta en serie con el devanado de excitación un reostato de
regulación y se aumenta la resistencia del reostato con la finalidad de disminuir la corriente de
excitación
c.
Se conecta en serie con el devanado del inducido un reostato de
regulación y se aumenta la resistencia del reostato con la finalidad de disminuir la corriente
d.
Se conecta en derivación con el
devanado del inducido un reostato de regulación y se disminuye
la resistencia del reostato con la
finalidad de aumentar la corriente
e.
Se conecta en derivación con el
devanado de excitación un reostato de regulación y se aumenta la
resistencia del reostato con la finalidad de disminuir la corriente
de excitación
f.
Se conecta en serie con el devanado de excitación un reostato de
regulación y se disminuye la resistencia del reostato con la finalidad de disminuir la corriente de
excitación
AE. 12.
¿Qué tipos de motores eléctricos pueden funcionar en vacío?
a.
Todos los motores eléctricos excepto el motor de corriente continua con excitación serie
Los motores asíncronos y los
b. motores de corriente continua
c.
Los motores de corriente continua y los motores asíncronos monofásicos
Todos los tipos de motores eléc-
d. tricos excepto el motor síncrono
e.
Solamente el motor asíncrono
f.
Solamente los motores que tienen
el devanado de excitación alimentado en corriente continua
AE. 13.
Un motor de corriente continua con excitación serie tiene como carga un
generador de corriente continua con excitación independiente.
144
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
¿Cuál es el orden de desacoplamiento de las máquinas y por qué?
a.
Primero el motor y después el
generador porque el motor debe
funcionar en vacío
d. generador porque el motor no de-
Primero el motor y después el
b.
Primero la excitación del generador y después el motor porque el
motor no debe funcionar en vacío
e.
Primero la excitación del motor,
después el inducido del motor y
después el generador porque el
motor debe funcionar en vacío
c.
Primero la carga del generador y
después el motor porque el motor
debe funcionar en carga
f.
Primero el generador y después el
motor porque no debe funcionar
en vacío
be funcionar en vacío
AE. 14.
La puesta en marcha con reostato de arranque conectado en el inducido del
motor es especifica para los siguientes tipos de motores:
a.
Motores asíncronos trifásicos con
rotor bobinado y todos los tipos
de motores de corriente continua
d. Motores asíncronos monofásicos
b.
Motores asíncronos trifásicos con
rotor en jaula de ardilla y todos
los tipos de motores de corriente
continua
e.
Motores asíncronos monofásicos
y todos los tipos de motores de
corriente continua
c.
Motores de corriente continua
con excitación serie
f.
Todos los tipos de motores asíncronos trifásicos y todos los tipos
de motores de corriente continua
AE. 15.
Durante el arranque asíncrono del motor síncrono trifásico, el devanado de
excitación está conectado de la siguiente manera:
a.
Se deja en vacío
b. No importa como está conectado
d. Se conecta en cortocircuito
e.
No se deja en vacío y no se conecta en cortocircuito sino que se
conecta en serie con una resistencia de valor igual a (5y12)·Rf
145
Capítulo 7: ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS
c.
Se alimenta con tensión continua
f.
Se conecta en serie con el devanado del inducido
AE. 16.
El cambio del sentido de rotación de un motor asíncrono trifásico se consigue de la siguiente manera:
Se permutan las tres fases
d.
Se cambia el sentido de la corriente de excitación y de la corriente del inducido
b. Se cambia la sucesión de las fases
e.
No se puede cambiar el sentido
de rotación
Se cambia el sentido de la corriente de excitación o de la corriente del inducido
f.
Se cambia el sentido de la corriente del inducido
a.
c.
AE. 17.
Se considera como esquema de referencia el esquema de la figura AE.17.1.
x ¿A qué tipo de motor corresponde?
x Con el esquema de la figura AE.17.2 ¿se puede cambiar el sentido de
rotación del motor de la figura AE.17.1?
L1
L2
L2
L1
P1
P1
Z
P2
P2
A1
A2
Fig. AE.17.1
a.
ƒ Motor de corriente continua
con excitación serie
ƒ Sí
Z
A1
A2
Fig. AE.17.2
d.
ƒ Motor de corriente continua
con excitación derivación
ƒ Sí
146
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
b.
ƒ Motor asíncrono monofásico
ƒ No
e.
ƒ Motor asíncrono monofásico
ƒ Sí
c.
ƒ Motor de corriente continua
con excitación derivación
ƒ No
f.
ƒ Motor de corriente continua
con excitación serie
ƒ No
AE. 18.
El esquema presentado en la figura AE.18 se utiliza para:
D1
D2
A1
=
A2
Fig. AE. 18
a.
Invertir el sentido de rotación del motor de corriente continua con excitación serie
b. El arranque del motor de corriente continua con excitación serie
c.
La regulación de la velocidad del motor de corriente continua con excitación serie mediante el método de la disminución del flujo
La regulación de la velocidad del motor de corriente continua con excita-
d. ción derivación mediante el método de la disminución del flujo
e.
El arranque del motor de corriente continua con derivación
f.
La regulación reostática de la velocidad del motor de coriente continua con
excitación serie
AE. 19.
¿Qué tipos de motores eléctricos tienen la característica mecánica dura (la
velocidad varía muy poco del funcionamiento en vacío al funcionamiento en
carga)?
a.
El motor de corriente continua con excitación serie
147
Capítulo 7: ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS
b. El motor síncrono trifásico
c.
El motor asíncrono y el motor de coriente continua con excitación independiente o derivación
d. El motor asíncrono
e. Los motores de corriente continua
f. El motor síncrono trifásico y el motor asíncrono trifásico
AE. 20.
En el caso en que el par útil es constante, y el motor funcione en un punto
de la característica natural, ¿cómo se debe actuar para disminuir la velocidad
del motor asíncrono trifásico?
a.
ƒ se disminuye la frecuencia de
la tensión de alimentación
(U1/f1 = cte)
ƒ se aumenta el número de pares
de polos (para el motor asíncrono trifásico con rotor bobinado)
b.
ƒ se disminuye la corriente de
excitación
ƒ se aumenta la frecuencia de la
tensión
de
alimentación
(U1/f1 = cte)
c.
ƒ se disminuye la frecuencia de
la tensión de alimentación
(U1/f1 = cte)
ƒ se disminuye el número de pares de polos
ƒ se disminuye el valor de la
tensión de alimentación
d.
ƒ se aumenta el valor de la resistencia del reostato de regulación (para el motor asíncrono
trifásico con rotor en jaula de
ardilla)
ƒ se aumenta el número de pares
de polos
e.
ƒ se aumenta la frecuencia de la
tensión
de
alimentación
(U1/f1 = cte)
ƒ se disminuye el número de pares de polos (para el motor
asíncrono trifásico con rotor en
jaula de ardilla)
f.
ƒ se disminuye la frecuencia de
la tensión de alimentación
(U1/f1 = cte)
ƒ se aumenta el número de pares
de polos (para el motor asíncrono trifásico con rotor en
jaula de ardilla)
ƒ se aumenta el valor de la resistencia del reostato de regulación (para el motor asíncrono
trifásico con rotor bobinado)
ƒ se disminuye el valor de la
tensión de alimentación
148
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
AE. 21.
Se considera un motor eléctrico que se alimenta con tensión nominal. En
este caso el par de arranque del motor asíncrono trifásico es igual a Ta,MAT y
el par máximo del motor síncrono trifásico es igual a Tm,MS
¿Cómo cambia el par de arranque del motor asíncrono trifásico, T’a,MAT y el
par máximo del motor síncrono trifásico, T’m,MS, respectivamente, en el caso
en que la tensión de alimentación disminuya 2 veces?
a.
T’a,MAT = Ta,MAT /4
T’m,MS = Tm,MS = cte
d.
T’a,MAT = Ta,MAT = cte
T’m,MS = Tm,MS /2
b.
T’a,MAT = Ta,MAT /2
T’m,MS = Tm,MS /4
e.
T’a,MAT = Ta,MAT /4
T’m,MS = Tm,MS /2
c.
T’a,MAT = Ta,MAT /2
T’m,MS = Tm,MS /2
f.
T’a,MAT = Ta,MAT /4
T’m,MS = Tm,MS /4
AE. 22.
¿Para qué tipo de motor y para qué método de regulación de la velocidad corresponden las características mecánicas presentadas en la figura AE.22?
n
If disminuye
T
Fig. AE.22
a.
Cualquier tipo de motor de corriente continua
ƒ disminución del flujo inductor
Motor asíncrono trifásico con
rotor bobinado
d.
ƒ disminución del flujo inductor
teniendo
en
cuenta que U1/f1 = cte
149
Capítulo 7: ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS
b.
Motor de corriente continua con
excitación derivación
ƒ disminución del flujo inductor
e.
Motor asíncrono trifásico con
rotor bobinado
c.
ƒ disminución del flujo teniendo en cuenta que
U1/f1 = cte
Motor de corriente continua con
excitación serie
Motor de corriente continua con
excitación serie
ƒ disminución del flujo del
inducido
Motor de corriente continua con
excitación serie
ƒ disminución del flujo
f.
Motor de corriente continua con
excitación derivación
ƒ disminución del flujo inducido
ƒ variación de la tensión de
alimentación
AE. 23.
La carga de un motor de corriente continua con excitación serie es un generador de corriente continua con excitación independiente.
¿En qué orden se conectan las máquinas y por qué?
a.
Primero el motor y después el generador porque el motor no puede funcionar en vacío
Primero el motor y después el generador porque el motor no debe funcionar
b. en carga
c.
Primero la excitación del generador y después el motor porque el motor no
puede funcionar en vacío
Primero el motor y después el generador porque el motor es la máquina de
d. arrastre del generador
e.
Primero el generador (la excitación y la carga) y después el motor porque de
este modo el motor no se embala
f.
Primero la carga del generador, después el motor y al final la excitación del
generador porque el motor no debe funcionar en vacío
AE. 24.
Un motor de corriente continua puede arrancar mediante los siguientes métodos:
150
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
a.
ƒ acoplamiento directo a la red de tensión nominal
ƒ mediante el reostato de arranque conectado en serie con el inducido
ƒ alimentación con tensión variable desde cero hasta el valor nominal
b.
ƒ permutación de fases
ƒ mediante el reostato de arranque conectado en serie con el inductor
ƒ acoplamiento directo a la red de tensión nominal
c.
ƒ acoplamiento directo a la red de tensión nominal
ƒ mediante el reostato de arranque conectado en serie con el inductor
ƒ alimentación con tensión variable
d.
ƒ mediante el reostato de arranque conectado en serie con el inductor
ƒ alimentación con tensión variable desde cero hasta el valor nominal
e.
ƒ estrella – triángulo
ƒ mediante el reostato de arranque conectado en serie con el inducido
ƒ alimentación con tensión variable
f.
ƒ acoplamiento directo a la red de tensión nominal
ƒ mediante el reostato de arranque conectado en serie con el inducido
ƒ alimentación con tensión variable
ƒ arranque asíncrono
AE. 25.
El esquema eléctrico presentado en la figura AE.25 se utiliza para:
Ra
A1
=
E1
E2
A2
Fig. AE.25
a.
Arranque del motor síncrono trifásico
Regulación
de
velocidad
d. motor síncrono trifásico
del
151
Capítulo 7: ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS
b. motor de corriente continua, ex-
Regulación
de
velocidad
del
e.
Arranque reostático del motor de
corriente continua con excitación
derivación
Arranque reostático del motor
asíncrono trifásico con rotor bobinado
f.
Arranque del motor asíncrono
monofásico
citación independiente
c.
AE. 26.
¿Cómo se invierte el sentido de rotación del motor asíncrono monofásico
con espira de sombra?
a.
Se invierte el sentido de la corriente que recorre el devanado
auxiliar
Se invierte el sentido de la co-
d. rriente que recorre el devanado
principal
b. rotación de este motor
No se puede invertir el sentido de
e.
Se invierte el sentido de la corriente en el devanado principal y
en el devanado auxiliar
c.
Se invierte la succesión de fases
f.
Se invierte el sentido de la corriente únicamente en uno de los
devanados: principal o auxiliar
AE. 27.
El motor síncrono trifásico puede arrancar mediante los siguientes métodos:
a.
ƒ mediante un devanado auxiliar
ƒ mediante un motor auxiliar
ƒ en asíncrono (en el caso en que
el motor está equipado con devanado amortiguador)
ƒ por frecuencia variable
b.
ƒ por medio de espira de sombra
ƒ sincronización fina
ƒ por frecuencia variable
c.
ƒ mediante reostato de arranque
ƒ sincronización fina
ƒ por frecuencia variable
ƒ mediante un devanado auxiliar
d.
ƒ sincronización fina
ƒ mediante un motor auxiliar
ƒ en asíncrono (en el caso en que
el motor está equipado con devanado amortiguador)
ƒ por frecuencia variable
e.
ƒ estrella - triángulo
ƒ por frecuencia variable
ƒ mediante un motor auxiliar
f.
ƒ mediante un motor auxiliar
ƒ en asíncrono (si el motor es de
polos salientes)
ƒ por frecuencia variable
ƒ mediante un devanado auxiliar
152
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
AE. 28.
La velocidad de rotación del motor de corriente continua se puede regular
mediante los siguientes métodos:
ƒ disminución del flujo inductor
a.
ƒ variación de la tensión de alimentación en las condiciones en que el cociente U1/f1 = cte
ƒ variación de la resistencia del inducido
b.
ƒ variación de la frecuencia de la tensión de alimentación
ƒ disminución del flujo
ƒ disminución del flujo pero sólo para el motor de corriente continua con
excitación serie
c.
ƒ variación de la resistencia del reostato de regulación conectado en serie
con el inducido
ƒ variación de la tensión de alimentación
ƒ disminución del flujo inductor
d.
ƒ variación de la tensión de alimentación
ƒ variación de la resistencia del reostato de regulación conectado en serie
con el inducido
ƒ variación de la resistencia del inducido
e.
ƒ variación de la tensión de alimentación
ƒ variación de la frecuencia de la tensión de alimentación
ƒ disminución del flujo inductor
f.
ƒ variación de la resistencia del inducido pero sólo para el motor de corriente continua con excitación independiente o derivación
ƒ variación de la tensión de alimentación
AE. 29.
Se considera un motor asíncrono monofásico que gira en el sentido indicado
en la figura AE.29.1.
¿Mediante cuál de los esquemas de la figura AE.29.2 se invierte el sentido
de rotación del motor de la figura AE.29.1?
153
Capítulo 7: ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS
L1
L2
P1
Z
P2
A1
A2
Fig.AE. 29.1
A
L2
L1
B
L1
L2
P1
P1
Z
P2
P1
Z
P2
A1
a.
b.
C
L1
L2
P2
A1
A2
Fig. AE. 29.2
A2
c.
d.
AyB
AyC
Z
A1
e.
f.
ByC
A
A2
C
B
AE. 30.
¿De qué manera se modifica la velocidad de funcionamiento en vacío del
motor de corriente continua, con excitación independiente, en el caso en que
el flujo inductor disminuye?
n
a.
U 'U p
Ra
˜T a
2
ke ˜ k m ˜ )
ke ˜ )
Aumenta cuando el motor tiene
Aumenta
d. devanado de compensación y no
cambia en el caso contrario
154
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
El motor de corriente continua
b. con excitación independiente no
puede funcionar en vacío
c.
Permanece constante
e.
Disminuye
f.
Disminuye en el caso en que el
motor está equipado con devanado de compensación y no cambia
en el caso contrario
AE. 31.
Si el par resistente permanece constante, para incrementar ligeramente la
velocidad del motor de corriente continua con excitación derivación se puede actuar de la siguiente manera:
ƒ Se disminuye el valor de la tensión de alimentación
a.
ƒ Se aumenta el valor de la resistencia del reostato de regulación conectado
en serie con el inductor
ƒ Se aumenta el valor de la tensión de alimentación
b.
ƒ Se aumenta el valor del reostato de regulación conectado en serie con el
inducido
ƒ Se aumenta el número de pares de polos
ƒ Se disminuye el flujo inductor
c.
ƒ Se aumenta el valor de la tensión de alimentación (no debe superar el
valor máximo indicado en catálogo
ƒ Se disminuye el valor de la tensión de alimentación
d. ƒ Se aumenta el valor de la resistencia del reostato de regulación conectado
en serie con el inducido
ƒ Se aumenta el valor de la tensión de alimentación
e.
ƒ Se disminuye el flujo inductor
ƒ Se aumenta el valor del reostato de regulación conectado en serie con el
inducido
ƒ Se disminuye el valor de la tensión de alimentación (no debe ser menor
que el valor mínimo indicado en catálogo)
f.
ƒ Se disminuye el número de pares de polos
ƒ Se aumenta el valor del reostato de regulación conectado en serie con el
devanado de excitacion
155
Capítulo 7: ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS
AE. 32.
¿Para qué tipo de motor y para qué método de regulación de velocidad corresponden las características mecánicas presentadas en la figura AE.32?
n
U1 disminuye
T
Fig. AE.32
a.
b.
Motor de corriente continua con excitación derivación
ƒ variación de la tensión de alimentación
Motor de corriente continua con excitación derivación
ƒ disminución del flujo inductor
Motor de corriente continua con excitación serie
c.
ƒ disminución del flujo inductor
Motor de corriente continua con excitación derivación
ƒ variación de la tensión de alimentación
d.
e.
f.
Motor de corriente continua con excitación serie
ƒ variación de la tensión de alimentación
Motor asíncrono trifásico con rotor en jaula de ardilla
ƒ variación de la tensión de alimentación
Cualquier tipo de motor de corriente continua
ƒ variación de la tensión de alimentación
AE. 33.
Algunos de los métodos de arranque del motor asíncrono trifásico son:
156
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
a.
ƒ arranque estrella - triángulo
ƒ arranque por acoplamiento directo a la red de tensión nominal
ƒ arranque mediante reostato de
arranque conectado en serie
con el inducido
b.
ƒ arranque por medio de un autotransformador
ƒ arranque estrella – triángulo
ƒ arranque por acoplamiento directo a la red de tensión nominal si el motor es con rotor en
jaula de ardilla
ƒ arranque por medio de un
reostato conectado en serie con
el inducido si el motor es de
rotor bobinado
c.
ƒ arranque por medio de un
reostato conectado en serie con
el inducido si el motor es de
rotor bobinado
ƒ arranque por medio de un
motor auxiliar
ƒ arranque estrella – triángulo si
el motor es con rotor en jaula
de ardilla
d.
ƒ arranque por medio de un autotransformador
ƒ arranque por medio de un
motor auxiliar en el caso en
que el motor asíncrono es con
rotor en jaula de ardilla
e.
ƒ arranque por medio de un autotransformador
ƒ arranque estrella - triángulo
ƒ arranque por acoplamiento directo a la red de tensión nominal si el motor es con rotor bobinado
ƒ arranque por medio de un
reostato conectado en serie con
el inducido si el motor es con
rotor en jaula de ardilla
f.
ƒ arranque por medio de la fase
auxiliar
ƒ arranque por medio de un
reostato conectado en serie con
el inducido si el motor es de
rotor bobinado
ƒ arranque estrella – triángulo
ƒ arranque por medio de un autotransformador si el motor es
con rotor en jaula de ardilla
AE. 34.
Se considera un motor síncrono trifásico equipado con devanado amortiguador. Durante el proceso de arranque en asíncrono, se nota que el motor
arranca pero se queda clavado a una velocidad igual a la mitad de la velocidad síncrona.
x ¿Cuál podría ser la causa de este fenómeno?
x ¿Cómo se debe actuar para que durante el proceso de arranque, en
asíncrono, el motor llegue a una velocidad muy cercana a la velocidad
síncrona?
157
Capítulo 7: ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS
a.
ƒ Durante el arranque asíncrono,
la resistencia Re conectada en
el circuito de excitación tiene
un valor demasiado pequeño
ƒ Se aumenta el valor de la resistencia Re y se repite el proceso de arranque
b.
c.
ƒ Durante el arranque asíncrono,
el devanado de excitación está
conectado en cortocircuito
ƒ Se deja abierto el devanado de
excitación y se repite el proceso de arranque asíncrono
ƒ Durante el arranque asíncrono,
el devanado de excitación no
ha sido alimentado con tensión
continua
ƒ Se repite el proceso de arranque asíncrono alimentando simultáneamente el inducido y
el inductor del motor síncrono
ƒ Durante el arranque asíncrono,
el devanado de excitación del
motor está abierto
d. ƒ El devanado de excitación se
conecta en cortocircuito y se
repite el proceso de arranque
en asíncrono
e.
ƒ Durante el arranque asíncrono,
el devanado de excitación está
cerrado sobre una resistencia
Re cuyo valor está mal elegido
ƒ Se disminuye el valor de la
resistencia Re y se repite el
proceso de arranque en asíncrono
ƒ Durante el arranque asíncrono,
el devanado de excitación está
abierto
f.
ƒ Se conecta en el circuito del
inductor una resistencia suplementaria y se repite el proceso de arranque asíncrono
AE. 35.
Para regular la velocidad de rotación del motor asíncrono trifásico, con rotor
en jaula de ardilla, se pueden utilizar los métodos siguientes:
a.
ƒ Variación del reostato del circuito de excitación
ƒ Variación de la frecuencia de alimentación teniendo en cuenta que:
U1/f1 = cte
ƒ Variación de la resistencia del inducido
b.
ƒ Variación de la frecuencia de alimentación teniendo en cuenta que
U1/f1 = cte
ƒ Variación de la tensión de alimentación
ƒ Variación del número de pares de polos
ƒ Variación de la resistencia del inducido
158
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
c.
ƒ Variación de la tensión de alimentación
ƒ Variación del número de pares de polos
ƒ Variación de la frecuencia de alimentación teniendo en cuenta que
U1/f1 = cte (U1 > U1n)
ƒ Variación de la frecuencia de alimentación teniendo en cuenta que
U1 = U1n (f < fn)
d.
ƒ Variación de la tensión de alimentación
ƒ Variación del número de pares de polos
ƒ Permutación de fases
e.
ƒ Variación de la tensión de alimentación
ƒ Variación del número de pares de polos
ƒ Variación de la frecuencia de alimentación teniendo en cuenta que
U1/f1 = cte (U1 d U1n)
ƒ Variación de la frecuencia de alimentación teniendo en cuenta que
U1 = U1n (f > fn)
f.
ƒ Variación de la resistencia del inducido
ƒ Variación de la tensión de alimentación
ƒ Variación de la frecuencia de alimentación
AE. 36.
El esquema eléctrico presentado en la figura AE.36 se utiliza para:
3a
3a
Ra
Fig. AE. 36
a.
El arranque del motor síncrono trifásico
159
Capítulo 7: ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS
Regulación de la velocidad del motor asíncrono trifásico con rotor en jaula
b. de ardilla
c. El arranque reostatico del motor asíncrono trifásico de rotor bobinado
d. Regulación de la velocidad del motor síncrono trifásico
e.
El arranque reostatico del motor de corriente contiua con excitación derivación
f.
El arranque estrella – triángulo del motor asíncrono trifásco
AE. 37.
Si el par resistente permanece constante, para disminuir la velocidad del
motor de corriente continua con excitación independiente se debe actuar de
la siguiente manera:
a.
ƒ Se disminuye el valor de la
tensión de alimentación
ƒ Se aumenta la resistencia del
reostato de regulación conectado en serie con el devanado
de excitación
b.
ƒ Se aumenta el valor de la tensión de alimentación
ƒ Se aumenta la resistencia del
reostato de regulación conectado en serie con el devanado
de excitación
c.
ƒ Se disminuye el flujo inductor
ƒ Se disminuye el valor de la
tensión de alimentación
ƒ Se aumenta el número de pares
de polos
d.
ƒ Se disminuye el valor de la
tensión de alimentación
ƒ Se aumenta el número de pares
de polos
ƒ Se aumenta la resistencia del
reostato de regulación conectado en serie con el devanado
de excitación
e.
ƒ Se disminuye el valor de la
tensión de alimentación
ƒ Se disminuye el flujo inductor
ƒ Se aumenta la resistencia del
reostato de regulación conectado en serie con el devanado
del inducido
f.
ƒ Se disminuye el valor de la
tensión de alimentación
ƒ Se aumenta la resistencia del
reostato de regulación conectado en serie con el inducido
AE. 38.
Se considera un motor de corriente continua con excitación derivación que
gira en el sentido indicado en la figura AE.38.1
160
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
¿Mediante cuál de los esquemas presentados en la figura AE.38.2 se invierte
el sentido del motor de la figura AE.38.1?
A1
E1 E2
=
A2
Fig. AE. 38.1.
A
E2 E1
A1
=
B
E1 E2
A1
=
A2
C
E2 E1
A1
=
A2
A2
Fig. AE. 38.2.
a.
b.
A yB
AyC
c.
d.
ByC
A
e.
f.
C
B
AE. 39.
¿Para qué tipos de motores eléctricos el par de arranque es igual a cero?
a.
ƒ motor asíncrono monofásico
ƒ motor de corriente continua con excitación serie
ƒ motor síncrono trifásico equipado con devanado de amortiguamiento
b. ƒ motor asíncrono monofásico
c. ƒ todos los tipos de motores de corriente continua
d. ƒ todos los tipos de motores asíncronos
e.
ƒ todos los tipos de motores síncronos trifásicos y motores de corriente
continua
f.
ƒ motor síncrono trifásico sin devanado de amortiguamiento
ƒ motor asíncrono monofásico
161
Capítulo 7: ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS
AE. 40.
¿Qué tipos de motores eléctricos pueden frenar mediante una resistencia conectada en serie con el devanado del inducido y sin cambiar la tensión de
alimentación?
a.
ƒ todos los tipos de motores de
corriente continua
ƒ el motor asíncrono trifásico
con rotor en jaula de ardilla
b.
ƒ el motor de corriente continua
con excitación serie
ƒ el motor asíncrono monofásico
con espira de sombra
ƒ el motor síncrono trifásico
c.
ƒ todos los tipos de motores de
corriente continua
ƒ el motor asíncrono trifásico
con rotor bobinado
d.
ƒ el motor de corriente continua
con excitación independiente o
derivación
ƒ el motor asíncrono monofásico
ƒ el motor síncrono trifásico
e.
ƒ todos los tipos de motores
asíncronos
ƒ el motor síncrono trifásico
ƒ todos los tipos de motores de
corriente continua
f.
ƒ todos los tipos de motores de
corriente continua
ƒ todos los tipos de motores
asíncronos
AE. 41.
¿Para qué tipo de motor eléctrico y para que tipo de regulación de velocidad
corresponden las características mecánicas presentadas en la figura AE.41?
n
T
Fig. AE. 41
162
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
a.
Motor de corriente continua con excitación derivación
ƒ variación de la resistencia del reostato conectado en serie con el inducido
Motor asíncrono trifásico con rotor en jaula de ardilla
ƒ variación de la frecuencia de la tensión de alimentacion
b.
Motor síncrono trifásico
ƒ variación de la tensión de alimentación
c.
Motor asincrono trifásico con rotor bobinado
ƒ variación de la resistencia del reostato conectado en serie con el inducido
d.
Motor asíncrono trifásico con rotor en jaula de ardilla
ƒ variación de la frecuencia de la tensión de alimentacion
e.
Motor de corriente continua con excitación serie
ƒ variación de la resistencia del reostato conectado en serie con el inducido
f.
Motor asíncrono trifásico con rotor en jaula de ardilla
ƒ variación de la resistencia del reostato conectado en serie con el inducido
AE. 42.
¿Para qué tipo de motor eléctrico es especifico el método de arranque estrella – triángulo? y ¿qué condiciones debe cumplir el motor para que pueda
arrancar mediante este método?
a.
Motor asíncrono monofásico con espira de sombra si los 6 terminales del
devanado del estator son accesibles a la placa de bornes y el motor arranca
en vacío o con una carga pequeña
b.
Motor asíncrono trifásico con rotor en jaula de ardilla si los 6 terminales del
devanado del estator son accesibles a la placa de bornes, la tension nominal
de línea de la red de alimentación es igual a la tensión nominal de fase del
motor y el motor arranca en vacío o con carga pequeña
c.
Motor asíncrono trifásico con rotor en jaula de ardilla y motor de corriente
continua con excitación independiente en el caso en que los motores arranquen en vacío
Motor asíncrono trifásico con rotor bobinado si el motor arranca en vacío o
d. en carga nominal
163
Capítulo 7: ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS
e.
Motor asíncrono trifásico con rotor bobinado si los 6 terminales del devanado del estator son accesibles a la placa de bornes, la tension nominal de línea de la red de alimentación es igual a la tensión nominal de fase del motor
y el motor arranca en vacío o con carga pequeña
f.
Motor asíncrono trofásico con rotor en jaula de ardilla si arranca en carga
nominal y la tension nominal de línea de la red de alimentación es igual a la
tensión nominal de fase del motor
AE. 43.
El esquema eléctrico que se presenta en la figura AE.43 se utiliza
para:
L1
L2
P1
P2
Z
A1
A2
Fig. AE. 43.
Arranque del motor asíncrono
a.
Arranque del motor síncrono trifásico
d. monofásico con devanado auxi-
b.
Regulación de la velocidad del
motor asíncrono trifásico con rotor en jaula de ardilla
e.
Arranque del motor asíncrono
monofásico con espira de sombra
c.
Arranque del motor asíncrono
trifásico mediante un reostato conectado en serie con el devanado
del estator
f.
Aranque del motor de corriente
continua con excitación derivación
liar
AE. 44.
Un motor asíncrono trifásico con rotor en jaula de ardilla y sin carga mecánica, se alimenta de la red trifásica y se nota que el motor no arranca, pero
164
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
sin embargo los fusibles de cada fase están en buen estado. ¿Cuál es la explicación de esta situación? ¿Cómo se puede explicar este fenómeno?
a.
La máquina se comporta como un motor asíncrono trifásico con defecto en
una fase del rotor
Hay un defecto sobre una de las fases de la línea de alimentación y en este
b. caso la máquina se comporta como un motor síncrono cuyo par de arranque
es igual a cero
c.
La máquina se comporta como un motor asíncrono monofásico con espira
de sombra
Esta situación no puede aparecer en el caso de un motor asíncrono trifásico
d. con rotor en jaula de ardilla
e.
El par de arranque del motor es igual a cero, resulta que una fase del devanado del estator está interrumpida y el motor se comporta como un motor
asíncrono monofásico indiferente de la conexión del devanado del estator
f.
La máquina se comporta como un motor asíncrono monofásico y en consecuencia: o una fase del estator está interrumpida si el devanado del estator
está conectado en estrella o hay un corte sobre la línea de alimentación, entre el fusible y los bornes del motor si el devanado del estator está conectado
en triángulo
AE. 45.
El cambio del sentido de giro del motor de corriente continua se consigue de
la siguiente manera:
a.
Se cambia la sucesión de las fases
b. Se permutan las fases
c.
Se invierte el sentido de la corriente de excitación o de la corriente del inducido
d.
Se invierte el sentido de la corriente por el devanado de compensación y por el devanado del
inducido
e.
Se invierten dos fases y se mantiene el mismo sentido de la corriente por el devanado de excitación
f.
Se invierte el sentido de la corriente por ambos devanados: de
excitación y del inducido
165
Capítulo 7: ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS
AE. 46.
¿Qué tipos de motores pueden arrancar por medio del reostato de arranque,
Ra? y ¿qué ventaja presenta este tipo de arranque?
a.
El motor asíncrono trifásico con
rotor en jaula de ardilla
ƒ Ra limita la corriente de
arranque
b.
Los motores asíncronos monofásicos y los motores síncronos trifásicos
ƒ Ra aumenta el valor del
par de arranque y del par
máximo y limita la corriente y la duración del
arranque
c.
El motor síncrono trifásico y todos los tipos de motores asíncronos trifásicos
ƒ Ra permite el arranque en
carga y disminuye la duración del mismo
d.
Todos los tipos de motores asíncronos
ƒ Ra limita tanto la corriente de arranque como
el par de arranque
e.
El motor asíncrono trifásico con
rotor bobinado
ƒ Ra limita la corriente de
arranque y aumenta el
par de arranque que puede llegar hasta el valor
del par máximo
f.
El motor asíncrono trifásico con
rotor bobinado y el motor síncrono trifásico que no tenga devanado de amortiguamiento
ƒ Ra limita la corriente de
arranque, disminuye la
duración del arranque y
mantiene el par de arranque constante
AE. 47.
¿Para qué tipos de motores la velocidad se puede regular cambiando el número de pares de polos?
a. Todos los tipos de motores de corriente continua
b. Todos los tipos de motores asíncronos
c. El motor asíncrono trifásico con rotor en jaula de ardilla
El motor asíncrono monofásico y el motor de corriente continua con excita-
d. ción independiente
e.
El motor de corriente continua con excitación serie y el motor síncrono trifásico
f.
El motor asíncrono trifásico con rotor bobinado
166
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
AE. 48.
¿Cómo se consigue la disminución del flujo inductor para regular la velocidad del motor de corriente continua con excitación serie?
a.
Se conecta en paralelo con el devanado de excitación un reostato
de regulación y se disminuye la
resistencia del reostato con la finalidad de disminuir la corriente
de excitación
b.
Se conecta en serie con el devanado de excitación un reostato de
regulación y se aumenta la resistencia del reostato con la finalidad de disminuir la corriente de
excitación
c.
Se conecta en serie con el devanado del inducido un reostato de
regulación y se aumenta la resistencia del reostato con la finalidad de disminuir la corriente
d.
Se conecta en paralelo con el devanado del inducido un reostato
de regulación y se disminuye la
resistencia del reostato con la finalidad de disminuir la corriente
por el devanado
e.
Se conecta en paralelo con el devanado de excitación un reostato
de regulación y se aumenta la resistencia del reostato con la finalidad de disminuir la corriente de
excitación
f.
Se conecta en serie con el devanado de excitación un reostato de
regulación y se disminuye la resistencia del reostato con la finalidad de disminuir la corriente de
excitación
AE. 49.
¿Qué tipos de motores eléctricos tienen la característica mecánica rígida?
a.
El motor de corriente continua
con excitación serie
b. El motor síncrono trifásico
c.
El motor asíncrono y el motor de
corriente continua con excitación
independiente
d. El motor asíncrono trifásico
e.
El motor de corriente continua
f.
El motor síncrono trifásico y el
motor asíncrono monofásico
AE. 50.
Se considera una máquina eléctrica rotativa que funciona en el punto A de la
característica mecánica, después pasa al C y al final llega al A’ (fig.AE.50).
x ¿Para qué tipo de máquina corresponden las características mecánicas
presentadas en la figura AE.50?
167
Capítulo 7: ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS
x ¿En qué régimen (motor, generador, freno) funciona la máquina en los
puntos de funcionamiento A, C, A’, respectivamente?
x ¿Cómo se actúa para que el motor pase del punto de funcionamiento A
al C y del C al A’?
n
n1
C
A
Tr
A’
T
-n1
Fig. AE.50.
a.
Máquina asíncrona trifásica o máquina de corriente continua con excitación
derivación o independiente
ƒ A – motor con la velocidad n (T > 0; n > 0)
ƒ C – generador (T < 0; n > 0)
ƒ A’ - freno (T < 0; n < 0)
ƒ A ĺ C: se invierte el sentido del campo magnético giratorio
ƒ C ĺ A’: se conecta una resistencia en serie con el inducido durante
los primeros instantes
b.
Máquina asíncrona trifásica con rotor bobinado
ƒ A – motor con la velocidad n (T > 0; n > 0)
ƒ C – freno (T < 0; n > 0)
ƒ A’- motor con la velocidad – n (T < 0; n < 0)
ƒ A ĺ C: se invierte el sentido del campo magnético giratorio y se
conecta una resistencia en serie con el inducido
ƒ C ĺ A’: se inicia el proceso de frenado y tras unos instantes se
quita la resistencia conectada en serie con el inducido
168
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
c.
Máquina asíncrona trifásica con rotor en jaula de ardilla o máquina asíncrona monofásica de fase partida
ƒ A ĺ C: se invierte el sentido del campo magnético giratorio
ƒ C ĺ A’: se conecta en serie con el devanado del inducido una resistencia
d.
Máquina asíncrona trifásica con rotor bobinado
ƒ A – motor con la velocidad n (T > 0; n > 0)
ƒ C – freno (T < 0; n > 0)
ƒ A’ - motor con la velocidad -n (T < 0; n <0)
ƒ A ĺ C: se invierte el sentido del campo magnético giratorio
ƒ C ĺ A’: se conecta una resistencia en serie con el inducido
e.
Máquina asíncrona trifásica o máquina de corriente continua con excitación
derivación o independiente
ƒ A – motor con la velocidad n (T > 0; n > 0)
ƒ C – freno (T < 0; n > 0)
ƒ A’ - generador (T < 0; n < 0)
ƒ A ĺ C: se conecta en serie con el devanado del rotor una resistencia
ƒ C ĺ A’: se invierte el sentido del campo magnético giratorio
f.
Máquina asíncrona trifásica o máquina asíncrona monofásica
ƒ A – motor con la velocidad n (T > 0; n > 0)
ƒ C – freno (T < 0; n > 0)
ƒ A’ - motor con la velocidad -n (T < 0; n < 0)
ƒ A ĺ C: se invierte el sentido del campo magnético giratorio y se
conecta una resistencia en serie con el devanado del rotor
ƒ C ĺ A’: se quita la resistencia conectada en serie con el inducido
169
RESPUESTAS CORRECTAS
RESPUESTAS CORRECTAS
Capítulo 1: MÁQUINAS ELÉCTRICAS: CONSTRUCCIÓN, DATOS DE CATÁLOGO, PRINICIPIO DE FUNCIONAMIENTO
TEST
1
2
3
4
5
6
7.1
7.2
Respuesta correcta
f
e
b
d
e
b
c
a
TEST
7.3
7.4
7.5
7.6
7.7
7.8
7.9
7.10
Respuesta correcta
c
c
d
f
a
a
e
f
TEST
7.11
8
9
10
11
12
13
14
Respuesta correcta
c
d
e
e
d
c
b
d
TEST
15
16
17
18
19
20
21
22
Respuesta correcta
d
f
a
c
e
e
a
c
TEST
23
24
25
26
27
28
29
30
Respuesta correcta
c
f
f
e
c
d
d
a
Capítulo 2: EL TRANSFORMADOR ELÉCTRICO
TEST
1
2
3
4
5.1
5.2
5.3
5.4
Respuesta correcta
a
b
d
d
d
e
c
f
170
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
TEST
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
5.10
5.11
5.12
Respuesta correcta
a
e
c
c
b
f
d
e
TEST
5.13
5.14
5.15
5.16
5.17
6
7
8
Respuesta correcta
e
c
a
f
d
f
c
a
TEST
9
10
11
12
13
14
15
16
Respuesta correcta
d
a
e
c
f
b
b
c
TEST
17
18
19
20
21
22
23
24
Respuesta correcta
e
c
a
b
d
b
d
f
TEST
25
26
27
28
29
30
Respuesta correcta
e
c
e
a
a
d
Capítulo 3: ASPECTOS GENERALES
MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS
DE
LAS
TEST
1
2
3
4
5
6
7
8
Respuesta correcta
b
e
b
f
e
a
c
c
TEST
9
10
11
12
13
14
15
16
Respuesta correcta
c
e
b
c
c
f
d
c
TEST
17
18
19
20
21
22
23
24
Respuesta correcta
d
e
f
a
f
c
d
b
171
RESPUESTAS CORRECTAS
TEST
25
26
27
28
29
30
Respuesta correcta
a
f
d
d
f
b
Capítulo 4: MÁQUINA ASÍNCRONA
TEST
1
2
3
4
5
6
7
8
Respuesta correcta
a
d
b
b
b
a
e
a
TEST
9
10
11
12
13
14
15
16
Respuesta correcta
c
c
d
d
a
d
d
b
TEST
17
18
19
20
21
22
23
24
Respuesta correcta
b
c
a
d
d
f
f
c
TEST
25
26
27
28
29
30
Respuesta correcta
d
d
a
a
e
a
Capítulo 5: MÁQUINA SÍNCRONA TRIFÁSICA
TEST
1
2
3
4
5
6
7
8
Respuesta correcta
a
f
e
f
c
e
a
f
TEST
9
10
11
12
13
14
15
16
Respuesta correcta
d
a
b
b
e
f
c
a
172
MÁQUINAS Y ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS, TEST
TEST
17
18
19
20
21
22
23
24
Respuesta correcta
b
f
d
b
c
b
f
d
TEST
25
26
27
28
29
30
Respuesta correcta
e
a
c
f
e
b
Capítulo 6: MÁQUINA DE CORRIENTE CONTINUA
TEST
1
2
3
4
5
6
7
8
Respuesta correcta
f
c
d
a
a
b
a
f
TEST
9
10
11
12
13
14
15
16
Respuesta correcta
b
e
e
e
a
d
d
a
TEST
17
18
19
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22
23
24
Respuesta correcta
b
f
e
b
a
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TEST
25
26
27
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29
30
Respuesta correcta
a
c
d
d
e
f
Capítulo 7: ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS
TEST
1
2
3
4
5
6
7
8
Respuesta correcta
b
f
c
e
f
a
a
d
173
RESPUESTAS CORRECTAS
TEST
9
10
11
12
13
14
15
16
Respuesta correcta
c
a
b
a
d
a
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TEST
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Respuesta correcta
b
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Respuesta correcta
e
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TEST
33
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Respuesta correcta
b
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TEST
41
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48
Respuesta correcta
c
b
d
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c
e
c
a
TEST
49
50
Respuesta correcta
b
b
175
Bibliografía
BIBLIOGRAFÍA
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UNE 21 405-1; Símbolos literales utilizados en Electrotecnia, parte
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[16] ANSI/IEEE Std 945-1984; IEEE Recommended Practice for Preferred
Metric Units for Use in Electrical and Electronics Science and
Technology.