Asign 6 Ckto Reactivo en Estre y Triang 2014

ENSAYO DE MÁQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA Circuito trifásico reactivo en estrella y triángulo

Juan Tarazona Esquibel

Asignación 06

1) Explique características de funcionamiento de un alternador trifásico con carga reactiva en conexión estrella y triángulo.

2) Dado el siguiente circuito. Para una red de alimentación trifásica de U12=4400, U23=440120, U31=440240, a 60 Hz, Hallar y completar los valores que faltan en la tabla:

20 0

I2

L2

I3

L3

I1

L1

30-903090

UL I10 I20 I30 U10 U20 U30 P10 P20 P30 Qt Pt St Cos

440

3) Dado el siguiente circuito. Para una red de alimentación trifásica de U12=1200, U23=120120, U31=120240, a 60 Hz, Hallar:

UL I10 I20 I30 U10 U20 U30 P10 P20 P30 Qt Pt St Cos

120

4) Dado el siguiente circuito, R10=15Ω, R20=15Ω R30=15Ω, L12=0.01H, L23=0.01H, L31=0.01H. Para una red de alimentación

trifásica de U12=3800, U23=380120, U31=380240, a 60 Hz, Hallar:

L30

R30

L10

R10

L20

R20

L2

I2

L1

I1

L2

I3

0

UL I10 I20 I30 UR10 UR20 UR30 P10 P20 P30 Qt Pt St Cos

120

5) Dado el siguiente circuito, R1=15Ω, R2=5Ω R30=25Ω, L12=0.01H, L23=0.05H, L31=1H. Para una red de alimentación trifásica

de U12=3800, U23=380120, U31=380240, a 60 Hz, Hallar:

XL30

R30

XL10

R10

XL20

R20

L2

I2

L1

I1

L2

I3

0

UL UR10 UR20 UR30 UXL10 UXL20 UXL30 P10 P20 P30 Qt Pt St Cos

120



6) Dado el siguiente circuito, P12=P23=P31=6000 Y QL12=QL23=QL31=800VAr. Para una red de alimentación trifásica de

U12=3800, U23=380120, U31=380240, a 60 Hz, Hallar:

QL30

P30

QL10

P10

QL20

P20

L2

I2

L1

I1

L2

I3

0

UL IL1 IL2 IL3 U10 U20 U30 P10 P20 P30 Qt Pt St Cos

120

7) Dado el siguiente circuito, R12=10Ω, R23=30Ω R31=100Ω, L12=0.01H, L23=0.09H, L31=0.001H. Para una red de alimentación


L1

L2

L2

L12

L23

L31R12

R23

R31

I1

I2

I3

I12

I23

I31

UL I12 I23 I31 IL1 IL1 IL1 P12 P23 P31 Qt Pt St Cos

120

8) Dado el siguiente circuito, R12=10Ω, R23=30Ω R31=100Ω, XL12=40Ω, XL23=60Ω, XL31=20Ω. Para una red de alimentación


L1

L2

L2

XL12

XL23

XL31R12

R23

R31

I1

I2

I3

I12

I23

I31

UL I12 I23 I31 IL1 IL1 IL1 P12 P23 P31 Qt Pt St Cos

380

9) Dado el siguiente circuito, P12=P23=P31=1000 Y QL12=QL23=QL31=800 VAr. Para una red de alimentación trifásica de

U12=3800, U23=380120, U31=380240, a 60 Hz, Hallar:

L1

L2

L2

QL12

QL23

QL31P12

P23

P31

I1

I2

I3

I12

I23

I31

UL I12 I23 I31 IL1 IL1 IL1 S12 S23 S31 Qt Pt St Cos

380



Asignación 3

1) ¿Cuál es la máxima velocidad a la que. Una máquina síncrona de 60 Hz puede trabajar? Y una máquina síncrona de 50 Hz

2) Un alternador trifásico, conectado en triangulo con capacidad de 13,5 kVA a 380 V, tiene una reactancia síncrona

de 10,8 por fase y una resistencia de bobina por fase de 0,3 por fase. Calcúlese la regulación de tensión en porcentaje a plena carga con factor de potencia 1, 0,8 atrasado y 0,8 adelantado.

3) Un generador síncrono de 25 kVA, trifásico, de 400 V, conectado en estrella tiene una impedancia síncrona de

0,5 + j1,6 por fase; Determínese la regulación de voltaje a plena carga a; Un factor de potencia de 0,8 atrasado, Un factor de potencia unitario, Un factor de potencia de 0,8 adelantado. Resp. a) 22%; b) 10,3% c) -5,5%

4) Un generador síncrono, trifásico, conectado en estrella, de 30 kVA, 230 V, tiene una reactancia síncrona de 0,8

por fase. La resistencia de armadura es despreciable. Calcúlese la regulación de voltaje en porcentaje. a) A plena carga con factor de potencia adelantado b) Al 50 % de la carga y factor de potencia unitario c) Al 25 % de la carga y factor de potencia de 0,8 atrasado.

Resp. a) –18,7 %; b) 2,5 %; c) 7,2 %

5) Un generador síncrono de 25 kVA, trifásico, de 400V, conectado en estrella tiene una impedancia síncrona de Zs

= (0,5 + j1,6) por fase, y trabaja a plena carga con un factor de potencia 0,8 inductivo Determinar la tensión y corriente de fase.

6) El valor eficaz de la tensión generada por un alternador trifásico 220 V. calcular las tensiones instantáneas máximas para las tres fases si Wt = 30°

7) Cual es la definición de una central eléctrica? 8) Se tiene un alternador de 60 polos que genera 220 V: Calcular la frecuencia de la tensión generada si la

velocidad de rotación es 2 revoluciones por segundo 9) Si la frecuencia de una tensión es 100 Hz. Determinar el periodo de la señal (onda), en segundos.



10) Si se tiene un alternador trifásico en conexión en , de 12 polos y 1800 r.p.m, hallar la tensión de fase, corriente de línea y la frecuencia de red.

11) Una frecuencia de rotación es de 377 radianes por segundo, entonces la frecuencia y la duración periódica valen 12) ¿Cuáles son los instrumentos indispensable para acoplar dos alternadores en paralelo? 13) ¿Qué características constructivas tiene el motor síncrono? 14) De la figura, explique que función cumple 1, 2, 3 y 4

1

2

3

4

15) Explique las características de funcionamiento de un motor síncrono en vacio, en plena carga con sobrexcitación 16) ¿En qué caso se dice que un motor trabaja con factor de potencia adelantado o atrasado? 17) Un generador síncrono de 35 kVA, trifásico, de 400V, conectado según figura tiene una impedancia síncrona de

Zs = (0,5 + j1,6) por fase, y trabaja a plena carga con un factor de potencia 0,8 inductivo Determinar la tensión de fase, corriente de fase y la tensión total generada por fase. Despréciese la reacción de armadura.

XLs Rs

IL

XLR

IL

Eg

EAR

18) Un motor de inducción de 3 fases y 60 Hz tiene 8 polos y trabaja con un deslizamiento de 0,05 para cierta carga.

Cacúlese (en rpm) a) La velocidad del rotor respecto al estator, b) La velocidad del rotor respecto al campo magnético del estator, c) La velocidad del campo magnético del rotor respecto al rotor, d) La velocidad del campo magnético del rotor respecto al estator, e) La velocidad del campo del rotor respecto al campo del estator.

Resp. a) 855 rpm; b) 45 rpm; c) 45 rpm; d) 900rpm; e) 0

19) Un motor de inducción trifásico de 6 polos, 60 Hz, trabaja a) sin carga a 1160 rpm y b) a plena carga a 1092 rpm. Determínese; determínese el deslizamiento y la frecuencia de las corrientes del rotor con carga plena y sin carga.

Resp. a) 0,034; 2 Hz b) 0,09; 5,4 Hz

20) Los valores de los parámetros del circuito de la siguiente figura, de un motor de inducción trifásico de 4 plos, 660

V, 60 Hz, conectado en estrella, son R1 = 0,75 , R’2 = 0,8 , X1 = X’2 = 2 y Xm = 50 . Obténgase los valores de los parámetros y el voltaje de su circuito equivalente thevenin.

Resp. Zth = 0,69 + j1,92 , Vth = 33 V



21) Un motor de inducción de 20 hp, 3 fases, 4 polos, 400 V, 60 Hz, desarrolla la carga plena a un deslizamiento del

5%. Las pérdidas mecánicas rotacionales son de 400W. Calcúlese: a) El par electromagnético b) El par en la flecha c) Las pérdidas en el cobre del rotor

Resp. a) 85,5 N-m b)83,3 N.m C)806,3 W

22) Un motor de inducción trifásico de 6 polos trabaja nominalmente a 400 Hz, 150 V, 10 hp, 3% de deslizamiento a la potencia nominal de salida. Las pérdidas por ventilación y por fricción son de 200 W a la velocidad nominal. Con el motor trabajando al voltaje nominal y a la frecuencia, deslizamiento y potencia de salida nominales, determínese. a) La velocidad del rotor, b) La frecuencia de la corriente del rotor, ventajas y c) Las perdidas en el cobre del rotor, d) La potencia que cruza el entrehierro, e) El par de salida.

Resp. a) 7760 rpm; b) 12 Hz; c) 237 W; d) 7897 W e) 9,2 N-m

23) Un motor de inducción trifásico, de 12 polos, conectado en estrella está diseñado para 2200 V, 60 Hz y 500 hp.

La resistencia del estator por fase es 0,4 , la resistencia del rotor por fase, referida al estator es 0,2 y la

reactancia total del rotor y el estator por fase referida al estator es 2 . Cuando se aplica el voltaje y la frecuencia nominales, el deslizamiento del motor es 0,02. Para esta condición, encuéntrese, en expresión por fase, a) La corriente del estator (despréciese la corriente de magnetización), b) El par desarrollado, c) La potencia de entrada al rotor, d) Las perdidas en el cobre del rotor.

Resp. a)120 A; b) 2292 N-m; c)144 kW; d) 2880 W

24) Cierto motor de inducción trifásico de 10 hp, 110 V, 60 Hz, 4 polos, tiene los siguientes datos de prueba Sin carga: 110 V, 21 A, 650 W

Rotor bloqueado: 24 V, 51 A, 1040 W

Resistencia del estator entre terminales: 0,08

Determínese las constantes (en valores por fase) del siguiente circuito equivalente aproximado

Resp. Rm = 18,62 , Xm = 3,17 , R1 = 0,04 , R’2 = 0,093 , x1+ x’2 = 0,237

25) Se va a arrancar un motor de inducción a un voltaje reducido tal que la corriente de arranque no exceda cuatro

veces la corriente a plena carga, mientras desarrolla un par de arranque de 25% del par a plena carga. El deslizamiento a plena carga es del 3%. Determínese el factor al que debe reducirse el voltaje terminal del motor en el arranque.

Resp. 0,722



26) La distribución de densidad de flujo en el entrehierro de una máquina síncrona de 60 Hz y 1200 rpm, es B() = 0,7

cos . La armadura tiene una bobina de 80 vueltas por cada fase y está conectada en estrella. Determínese el valor rms del voltaje de línea si la longitud axial de la armadura es 160 mm y su diámetro es 120 mm.

Resp. 496,5 V

27) La máquina del problema 2 tiene 108 ranuras, con 4 conductores por ranura y tiene un devanado distribuido con un paso de bobina de 16 ranuras. Determínese el voltaje rms por fase.

Resp. 243,2 V

28) Calcúlese el factor de distribución, el factor de paso y el factor de devanado para la máquina del problema 3 Resp. 0,957; 0,985; 0,943

29) Determine los ángulos de potencia de los tres casos del problema (6). Resp. a) 7,2°; b) 13° ; c) 15°

30) Dos generadores síncronos idénticos, conectados en estrella, trabando en paralelo, comparten por igual una carga de 1 MW a 11 kV y un factor de potencia del 0,8 atrasado. Si una de las máquinas suministra 40 A con un factor de potencia atrasado, determínese. a) La corriente de la segunda máquina b) El factor de potencia de la segunda máquina.

Resp. a) 27,8 A; b) 0,94 atrasado

31) La velocidad del campo inductor de un convertidor dinámico de frecuencia de 4 polos gira a 1800 r.p.m. Si el rotor gira en sentido contrario al campo inductor a una velocidad de 1800 r.p.m.. Determinar la frecuencia de entrada f1 y la frecuencia de salida f2;

a) f1 = 50 Hz, y f2 = 100 Hz b) f1 = 60 Hz, y f2 = 100 Hz c) f1 = 60 Hz, y f2 = 120 Hz d) f1 = 120 Hz, y f2 = 100 Hz e) f1 = 60 Hz, y f2 = 30 Hz

32) Del problema (4) Determinar la caída de tensión interna del generador por cada fase. a) 50,2 V b) 60,34 V c)70 ,34 V d) 80,5 V e) N.A.

33) Del problema (4) Determinar la tensión total generada por cada fase. a) 282,17 V b) 260,3 V c)270 V d)2 80 V e) N.A.

34) Del problema (4) Determinar la regulación tensión en los bornes del generador. a) 12% b) 15% c)20% d)22% e) N.A.

35) Indicar la afirmación correcta ; La siguiente figura corresponde a : a) Motor síncrono de inductor móvil b) Alternador síncrono de inductor móvil c) Motor síncrono de inductor estático d) Alternador síncrono de inductor estático e) a y b

36) El rotor de generador trifásico de C.A gira a 1500 RPM. Calcular el número de pares de polos para que la tensión inducida tenga 100 Hz

a) 2 b) 3 c)4 d) 6 e)8.

L2

j k -

L3

L1

+



37) Dos generadores síncronos idénticos, conectados en estrella, trabando en paralelo, comparten por igual una carga de 1 MW a 11 kV y un factor de potencia del 0,8 atrasado. Si una de las máquinas suministra 40 A con un factor de potencia, determínese. La corriente del segundo generador y su factor de potencia

a) 27.79 A y Cosφ 0,84 b) 27.79 A y Cosφ 0,94 c) 26.79 A y Cosφ 0,74 d) 25.79 A y Cosφ 0,94 e) 40 00 A y Cosφ 0,80

38) Un generador de C.A. con 8 polos gira a750 RPM. Calcular la frecuencia de C.A. generada y la duración de la oscilación.

a) 50 Hz y 0,02 s b) 55 Hz y 0,04 s c) 50Hz y 0,04 s d) 60 Hz y 0,02 s e) N.A.

1) Un devanado trifásico de armadura distribuido tiene 12 polos y 180 ranuras. El paso de bobinas es de 14 ranuras. Calcúlese: a) El factor de distribución, b) El factor de paso c) El factor de devanado

Resp. a) 0,957 b) 0,932 c) 0,91

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