2024 E.E.T.N°45: “Felix B. Meyer” Alumnos: [“TRABAJO PRACTICO DE CIRCUITOS DE CA”] Diseño de un proyecto modelo de una instalación eléctrica de un taller metalúrgico. “Trabajo practico de circuitos de ca” Problema abierto de Circuitos de CA La empresa PROYECT DESING S.A. y la Escuela Técnica N°45: “Félix B. Meyer” firman un contrato por tiempo indeterminado (hasta que finalice el diseño) para que usted como futuro Técnico Electromecánico pueda diseñar un esquema eléctrico de un taller metalúrgico en la ciudad de San Salvador, Entre Ríos, Argentina. La empresa le pide como requisito un esquema de la instalación (ver figura del esquema), en la cual se debe conectar de la red suministrada por la cooperativa de luz “E.N.E.R.S.A.” a una tensión de 400 V/ 60 Hz. La misma pasa por un transformador para reducir su tensión a 230 V/ 60 Hz, tensión a la cual se conectaran los diferentes elementos del circuito. Los elementos de los circuitos son los motores M1, M2, M3, M4 y M5, la cual se comportan cada uno como un circuito R-L. Los datos de cada motor se muestran a continuación: Para el motor M1, posee un factor de potencia de 0,60 y una potencia útil de 55 kW, además el bobinado tiene una inductancia de 200 mH. Para el motor M2, el factor de potencia es de 0,45 y una potencia útil de 49 kW, con una reactancia inductiva de 50 Ჲ. Para el motor M3, posee un rendimiento del 89% con una potencia útil de 60 kW, además de un coeficiente de autoinducción de 115 mH. Para el motor M4, posee una resistencia de 25 Ჲ y una inductancia de 60 mH. Para el motor M5, una potencia útil igual al 75% de la potencia útil del motor C4, con una reactancia inductiva de 35 Ჲ. Ing. Andrés Sebastián González Página 1 “Trabajo practico de circuitos de ca” M1 Ing. Andrés Sebastián González M2 M3 M4 M5 Página 2 “Trabajo practico de circuitos de ca” “Esquema de conexión de un motor con la red del taller” Ing. Andrés Sebastián González Página 3 “Trabajo practico de circuitos de ca” Resolver las siguientes preguntas sobre la corriente alterna a) ¿Cómo se genera la corriente alterna? ¿Cuáles son las ventajas y desventajas frente a la corriente continua? b) Dibujar la función senoidal de la tensión y la corriente. Indicar los valores de tensión máximo, eficaz y el periodo. c) Graficar los diagramas temporales y fasoriales de un circuito con carga inductiva pura, capacitiva pura y resistiva pura. Resolver los siguientes criterios del circuito eléctrico del proyecto d) Determinar la impedancia para cada uno de los motores, como así también la corriente eficaz, la tensión en el resistor y el inductor, la potencia activa, reactiva y aparente del circuito. Dibujar para cada caso, el triángulo de impedancia, de potencia y de voltaje. e) La cooperativa eléctrica exige un minino de factor de potencia de 0,95 para evitar un exceso en la potencia reactiva de los equipos. Determinar, para cada motor, las características de la batería de condensadores para aumentar el factor de potencia al mínimo exigido por E.N.E.R.S.A. f) Calcular la corriente que circula por el circuito antes y después de la mejora del factor de potencia. Si la cooperativa está cobrando $1.500/kW-h, determinar el costo mensual TOTAL de la energía eléctrica, si los dos primeros funcionan 8 horas diarias, el tercer motor 3 horas, y los últimos dos 5 horas. g) Suponiendo, que el factor de potencia medido por la cooperativa eléctrica es de 0,80 (menor al exigido). ¿Qué solución presentaría usted ante la empresa de energía eléctrica para evitar sanciones económicas por incumplir el mínimo de factor de potencia requerido? Justificar mediante el cálculo. h) Realice una conclusión sobre el proyecto, analizando no solo los valores obtenidos sino también como optimizaría el consumo de energía eléctrica. Ing. Andrés Sebastián González Página 4
