Máqinas eléctricas

9. La resistencia del inducido de un motor serie de cc es de 0,2 ohmios, la de su devanado de excitación es de 0,1 ohmio. Está conecta a 220V y se observa que la fuerza contraelectromotriz es de 215V, Determina:

   a) Régimen en el que trabaja el motor

   b) Intensidad que absorbe en el momento del arranque

   c) Intensidad nominal

   d) Valor del reóstato para limitar la intensidad de arranque al doble de la nominal

Repite los apartados b), c) y d) considerando la caída de tensión en las escobillas de 2V.

Soluciones:

  Sin caída de tensión en las escobillas

   a) Régimen nominal     b) Ia=733,33A   c) In=16,67A   d) Ra=6,3 ohm

Con caída de tensión de 2V

                                 b) Ia=726,67     c) In=10A       d) Ra=10,6 ohm

10. Un motor en derivación posee una resistencia de inducido de 0,15 ohmios y la del devanado de excitación es de 220 ohmios. La tensión a la que está conectado es de 220V y la fcem es de 212V. En régimen nominal gira a 1500rpm. Determina:

   a) Intensidad absorbida por el motor

   b) Potencia absorbida

   c) Momento angular interno (despreciando las pérdidas mecánicas y las del hierro)

   d) Valor del reóstato para que la Ia sea dos veces la nominal

Solución:

   a) Iabs=54,33A  (Ii=53,33A y la Iexc=1A)   b)Pabs=11952,6W

   c) M=71,98N·m                                      d) Ra=1,91 ohm

11. Un motor de cc de excitación en derivación es alimentado a 120V. De la línea absorbe una potencia de 3,6KW y gira a 1000rpm. La resistencia del devanado inductor es de 30 ohmios y su rendimiento es del 80%. Determina:

   a) El valor de la resistencia de inducido

   b) La fcem

   c) El momento o par mecánico suministrado

Nota: considere nulas las pérdidas mecánicas y las de hierro

Solución:    a) Ri=0,36 ohmios   b) E'=110,77V   c) M=27,5 N·m

12. Un motor de cc tipo derivación a 220V gira a 1500rpm. La resistencia de inducido es de 0,5 ohmios y la de excitación vale 176 ohmios. La potencia absorbido es de 3300W. Determina:

   a) La corriente de arranque

   b) La corriente absorbida en el arranque

   c) Valor del reóstato para que la Ia sea doble de la corriente nominal

Solución:    a) Ia=440A   b) 441,25 A   c) Ra=7,50 ohm

(TEORÍA) Motor de excitación compuesta largo: es una variante de uno en derivación, en el cual la resistencia de excitación está compartida en parte con el devanado en serie. En el circuito eléctrico esto se ve reflejado como una resistencia más en serie llamada Rs. Es decir, tendríamos Rexc en paralelo, y en serie con E', estaría la Ri, la resistencia de los polos Rc y esta nueva Rs. Por lo tanto, a la hora del resolver el circuito se trata como si de uno en derivación fuera.

13. Un motor de cc de excitación compuesta largo es alimentado a 150V. Los valores de sus resistencias son: de excitación 30 ohms, la de inducido 0,1 ohms y la parte del devanado de excitación compartida en serie de 0,2 ohms. Se sabe que al acoplar a su eje una carga, absorbe una potencia de 4500W y gira a 1000 rpm. Despreciando la resistencia de los polos de conmutación, determina:

   a) Las corrientes de inducido y de excitación

   b) La fcem

   c) La potencia mecánica sumistrada

   d) El par motor

Solución:

   a) Ii=25A   Iexci=5A   Iabs=30A

   b) E'=142.5V

   c) Pmecánica=Pútil=Pei=3562.5W

   d) M=34,02 N·m

14. Un motor de cc compuesta corto conectado a 220V tiene una Ri=0,5, Rexc=100 y la parte compartida del devanado inductor Rs=0,2. Si la fcem es de 151V, determina:

   a) Las corrientes del circuito

   b) La potencia absorbida

   c) El rendimiento

Solución:

   a) Ii=98A, Iexc=2A, Iabs=100A

   b) Pabs=22000W

   c) rendimiento=67,73%

1. Un motor de CC con excitación serie se le aplica una tensión de 250V. La fcem=240V y la intensidad nominal es de 20A a 1200 rpm. Si la resistencia de inducido es igual a la resistencia de excitación. Determina:

a) El valor de dichas resistencias

b) La potencia absorbida

c) La potencia perdida en el cobre

d) Si las pérdidas magnéticas son de 1000W y la mécanicas son cero, calcula la potencia últil y el rendimiento

e) El par nominal

Solución:

a) Ri+Rexc=0,5 ohm -> Ri=Rexc=0,25 ohm

b) Pabs=5000W

c) Pcu1=100W Pcu2=100W

d) Pu=3800W Rto=0,76

e) M=30,24 N·m

2. Un motor eléctrico de corriente continua tiene una potencia útil de 3Kw y un rendimiento del 80%. Se sabe que las pérdidas en el cobre son iguales a las del hierro más las mecánicas. Se la tensión de alimentación es de 400V, determina:

a) Intensidad que absorbe el motor (Iabs=9.375A)

b) Potencia perdida (Pper=750W)

c) Pérdidas en el hierro más las mecánica (Pfe+Pm=375W)

3. Un motor de cc de exitación en serie está conectado a 90V. Las resistencias son de 10, 3 y 2 ohmios para los devanados estatóricos, de inducido y polos de conmutación respectivamente. La fcem es 75V. Sabiendo que las pérdidas en el hierro son del 10% de la potencia electromagnética interna y que las mecánicas son la mitad de las del hierro, halla:

a) La Pabs    (Pabs=90W)

b) La Pei       (Pei=75W)

c) Las Pcu    (Pcu=10W+3W+2W=15W)

d) La Pfe       (Pfe=7,5W)

e) La Pm       (Pm=3.75W)

f) El rendimiento (rdto=70.33%)

4. Un motor de cc de exitación en serie está conectado a una tensión de 250V. La resistencia de los devanados del estator es de 7 ohmios, la resistencia en el rotor es de 2 ohmios y la de los polos de conmutación es de 1 ohm. A régimen nominal la fcem es de 240V. Las pérdidas en el hierro son del 2% y las mecánicas del 5% de la potencia electromagnética interna. Hallar el balánce de potencias durante el arranque y a régimen nominal

A régimen Nominal:

a) Pabs=250W

b) Pcu1=7W, Pcu2=2W, Pcu3=1W  Pcu=10W

c) Pei=240W -> Pfe=4.8W, Pm= 12W

d) Pu=223.2W

En arranque:

a)Pabs=6.250W

b) Pcu1=4375W  , Pcu2=1250W  , Pcu3=625W  ,  Pcu=6250W

c) Pei=0

d) Pú=0

nominal.

5. Un motor de cc en derivación está conectado a 150V. La resistencia de exitación es de 75 ohms, la resistencia rotórica es de 0,6 y la de los polos de conmutación de 0,4. La fcem es de 140V. Hallar:

a) La intensidad del inducido

b) La intensidad en las bobinas de exitación

c) La potencia absorbida

d) La potencia últil

6. Un motor de CC de exitación en derivación tiene una potencia 60CV. Las pérdidas en el motor son el 6% en el eje. Si la tensión es de 400V, Rd=400Ω y Ri=0.1Ω, calcula:

a) Las intensidades de los devanados y la corriente absorbida

b) Par nominal sabiendo que el motor gira a 1600 rpm

c) Pérdidas en el hierro más las mecánicas

7. Un pequeño motor de corriente continua con excitación en serie tiene las siguientes características: Tensión de alimentación, U = 48 V, Intensidad absorbida de la red Iabs = 8 A, resistencia conjunta de los devanados inductor e inducido: Rind+ Rexc = 1.2 Ω, velocidad del rotor: 3000 rpm

a) Determine el valor de la resistencia del reóstato de arranque para que las intensidad en arranque esté limitada a 16 A.

b) La fcem a plena carga

Un pequeño motor de corriente continua con excitación en serie tiene las siguientes características: Tensión de alimentación, U = 48 V, Intensidad absorbida de la red Iabs = 8 A, resistencia conjunta de los devanados inductor e inducido: Rind+ Rexc = 1.2 Ω, velocidad del rotor: 3000 rpm

a) Determine el valor de la resistencia del reóstato de arranque para que las intensidad en arranque esté limitada a 16 A.

b) La fcem a plena carga

c) Las pérdidas en el cobre

Un elevador industrial se acciona mediante un motor de corriente continua con excitación en serie que tiene las siguientes características: Tensión de alimentación, U = 380 V, fcem: E’ = 360 V, resistencia del devanado inducido: Rind=0.20 Ω, resistencia del devanado de excitación: Rexc=0.05 Ω

Si se arranca a través de un reóstato de arranque de 2 Ω,

a) Dibuje el esquema eléctrico y determine la intensidad de arranque.

b) Calcule la potencia absorbida de la red a plena carga y las pérdidas del cobre

c) Rendimiento si las pérdidas mecánicas más las del hierro son un 10% de las totales