PROBLEMA 1Un generador de DC de excitacin independiente de 12 polos y que gira a 3600RPM genera un voltaje de 120V.El devanado inducido de la maquina es imbricado triple y posee 80 bobinas de 9 espiras/bobina, se pide:a) Calcular el flujo por polo requerido.b) Calcular la corriente por cada conductor del devanado inducido para una potencia de salida del generador de 60 KW. Despreciar toda cada de tensin que se presenta.c) Calcular la resistencia de armadura de la maquina si se sabe que cada conductor del devanado tiene 2.SOLUCIONP=12 polos n=3600RPMEg=120 V C=80 bobinasN=9espiras/bobinaDevanado imbricado triple p(m)=3; a=m*p a=3*12=36a) Calculo del p:DIBUJOOOOOOOOOOSe cumple: 1Pero:Z=2*C*N=2*80*9=1440 conductoresReemplazando en 1

b)corriente por cada conductor despreciando cadas de tensin:V=Eg=120 voltiosPsalida=60000W P=VI I=Ia: corriente de carga60000=120*II=500A=IaLa corriente en cada conductor ser:Ic=Ic=c)Calculo de la Ra si cada conductor tiene 2 de resistencia.

La resistencia de cada rama en paralelo:R=Zs*2Pero la resistencia de cada conductor del devanado de armadura inducido R=80Ra=80/36=2.22 Ra=2.22 PROBLEMA 2 Un generador compaund en conexin larga a plena carga entrega 400 A, tiene una resistencia de armadura con escobillas de 0.25 , el inductor serie tiene una resistencia de 0.005 y 3 espiras/polo, El inductor shunt tiene 1000 espiras/polo. La curva de magnetizacin de esta maquina a 1200 RPM es la siguiente:

Tambien se sabe que operando la maquina a 1150 RPM y entregando su plena carga, la corriente del devanado shunt es 4.7 A y las perdidas rotacionales son 3.5 KW.Para funcionamiento a plena carga y despreciando la reaccin de armadura se pide:a)Determinar la eficiencia del generador b)determinar la r% de tensin del generador c)determinar el Tu aplicado al eje.SOLUCION:a)calculo de la regulacin:

El circuito correspondiente es:GraficoooooDel circuito:

*para utilizar la curva de magnetizacin haciendo intervenir la corriente de serie, se determina una corriente shunt equivalente; mediante la siguiente operacin:

Para Ra==0

Para el problema:

Para: n=1200RPMEg n=1200RPM2.75Eg2.7 5.75 5.914 6.0 Ie

Se sabe que:

Del circuito ***operacin en vacioGRAFICOOOOOOOR_S=0.005R_f=53.14n^,=1150RPM261.893=I_e (0.025+0.005+53.14)261.893=I_e (0.025+0.005+53.14)I_e=4.296V_0=I_e*R_fV_0=261.77VReemplazando en 1:r%=4.81%b)Calculo de la eficienciaP_(e=) P_R+P_dP_(e=) 3500W+E_(g^,)*404.7P_(e=) 109488.0971WP_s=249.752*400n=91.244%P_(e=) _u*=_u ((2**n^,)/60)_u=(60*P_e)/(2**n^,)_u=(60*109488.0971)/(2**1150)_u=909.16 N-mPROBLEMA 3El inducido de un motor shunt de 230 V-2800RPM tiene una resistencia de 0.95 y absorbe 28.2 cuando opera a plena. Para limitar la corriente de arranque el motor es alineado a travs de un restato de arranque compuesto por 4 resistencias conectados en serie. Se pide:a)Dimensionar la resistencia de arranque para que la corriente de armadura no exceda de 1.5 In.Las resistencias deben ser sucesivamente en cortocircuito cuando la corriente de armadura es igual a In.b)Determinar la velocidad del motor para cada escalon de lo resistencia de arranque. Nota:asumir una cada de tensin en las escobillas de 3V y despreciar la reaaccion de armadura.Solucin:Para determinar kla resistencia de arranque se cumplir:(V_E-V_E)/(R_a+R_ARR )=1.5In V_E=caida de tension en las escobillasR_ARR=(V_E-V_E)/1.5In-R_a=(230-3)/(1.5*28.2)-0.95=4.41Luego el motor se acelera y la corriente de armadura desciende hasta In. En ese momento la fem ser:E_1=(V_E-V_E )-(R_ARR+R_a )In=(230-3)-5.36*28.2=75VEl circuito es:************E1 + 4 resistencias de arranque + Ra + In +Vt********En el instante que la fem alcanza el valor de 75V, es decir cuando la corriente de armadura ha descendido a su valor nominal, el rele automticamente cortocircuita la resistencia R1 con lo que la corriente vuelve a elevarse a 1.5In.Tendremos el circuito:************E1 + 3 resistencias de arranque + Ra + 1.5In +Vt********Aplicando Kirchoff: ((V_E-V_E )-E_1)/(R_2+R_3+R_4 )=1.5In R_2+R_3+R_4=(227-75)/42.4-0.95=2.64************E1 + 3 resistencias de arranque + Ra + 1.5In +Vt********El motor sigue aumentando su velocidad y su fem cuando la corriente ha descendido a In ser:E_2=(V_E-V_E )-(R_2+R_3+R_4+R_a )In=(230-3)-(3.59)(28.2)=126VAhora se cortocircuita la resistencia y la corriente sube a 1.5In. entonces((227)-E_2)/(R_a+R_3+R_4 )=42.4AR_3+R_4=(227-126)/42.4-0.95=1.45El motor se acelera y la corriente desciende a In en ese momento la fem ser:E_3=227-(R_3+R_4+R_a )In=159VAhora se cortocircuita a y la corriente sube a 1.5In, entonces:(227-159)/(R_a+R_4 )=42.4AR_4=68/42.4-0.95=0.65El motor se acelera y la corriente baja a In.En ese momento la fem ser:E_4=227-(R_4+R_a )In=181.8VAhora se cortocircuita y el motor acelera hasta alcanzar su velocidad rgimen.Las resistencias del restato de arranque ser: R_4=0.65R_3=1.45-0.65=0.8R_2=2.64-1.45=1.2R_1=4.41-2.64=1.77R_ARR=4.42Es importante tener presente que si la resistencia de armadura es muy baja, puede pasar que al ponerse en cortocircuito la ultima resistencia, la resistencia salte a un valor demasiado alto. En ese caso hay que aadir un escalon mas.En nuestro caso tenemos:I_4=(227-181.8)/0.95=47.6A mayor que 1.5InA partir de las fems es posible determinar las velocidades del motor con las que se cortocircuitan las resistencias.Sabemos que a plena carga el motor tiene una velocidad de 1800RPm. Ademas su fem a plena carga ser:E=227-0.95*28.2=200.2V a 1800RPMEntonces teniendo presente que :E=k^' nk^'=E/n Podemos escribir:200.2/1800=181.8/n_d =159/n_c =126/n_b =75/n_a Por consiguiente tendremos:n_a=1800/200.2*75=675RPMn_b=1800/200.2*126=1040RPM

n_c=1800/200.2*159=1430RPM

n_d=1800/200.2*181.8=1630RPMPROBLEMA 4Se tiene un motor trifsico de induccin con los siguientes datos de placa: 220V ,50HZ ,6 polos, conexin estrella y 10KW de potencia til (13:405HP). La resistencia de cada fase del estator es 0.288. Adems se sabe que para condiciones de plena carga: la velocidad del motor es 960r.p.m, el par interno desarrollado es 103 New.m y el factor de potencia es 0.85. Tambin se conoce que efectuada la prueba de vacio el motor, la potencia y corriente absorbida por este son 850W y 10 A respectivamente y que las perdidas mecanicas (friccion y viento ) son prcticamente las mismas que a plena carga. Luego, para condiciones de operacin a plena carga del motor y considerando que las perdidas en el fierro son idnticas en vacio que a plena carga, se pide:a) Determinar la corriente que absorbe el motorb) Determinar la eficiencia del motorSOLUCION:Datos: R_1=0.288n=960rpmTdn=103N.mFdp=0.85Prueba de vacio:850W 10 ASabemos:PROBLEMA 5El inducido de un generador DC de excitacin independiente, de 6 polos, es de tipo imbricado simple, formado por 48 bobinas con 18 espiras por bobina. El devanado de armadura esta diseado para que cuando la maquina opere a su velocidad nominal, en cada espira se induzcan 5 voltios, y a plena carga por cada espira fluya 2.5 A. si la resistencia de cada espira del inducido es 0.05 y el flujo por polo que produce el devanado de campo es 0.025Weber. Se pide:a)Los rpm de la maquina para condiciones a plena carga b)Si a plena carga las perdidas rotacionales son el 8% de la potencia de salida del generador, entonces determinar el torque de carga aplicado.c)Determinar la eficiencia para condiciones a plena carga.SOLUCIONa) Los rpm de la maquina para condiciones de plena carga:=0.025Wb**total de conductoresZ=2*C*N=2*48*18=1728 espiras **numero de espiras:864**ramas en paralelo:A=m*P=1*6=6**resistencia de cada rama:R_a=(0.05*864)/6=7.2**Resistencia del inducido con 6 ramas en paralelo7.2/601.2**Eg GeneradoE_g=864*5/6=720VAdemas:E_g=[Zp/60a]*n*_p n=(60a*E_g)/(Z_p*_p )=(60*6*720)/(1728*6*0.025)n=1000rpmb) Si a plena carga las perdidas rotacionales son el 5% de la potencia de salida del generador entonces determinar el torque de carga aplicado*********dibujar maquina de exc. Ind*****Del circuito:E_g=R_a*I_a+V_NV_N=E_g-R_a*I_a=720-15*1.2V_N=702V*P_s=V_N*I_a=702*15=10530 W*P_rot=0.08P_s=0.08*10530=842.4W*P_d=E_g*I_a=720*15=10800W*P_e=P_rot+P_d=10800+842.4=11642.4W_u=P_e/=11642.4/(((2**1000)/60) )_u=111.177 N.mc)Determinar la eficiencia para condiciones de plena carga: =n=90.445%

PROBLEMA 6Un motor asncrono 3 conectado en estrella de 6 polos, 50HZ tiene las siguientes impedancias por fase del estator y del rotor referido al estator: y . La corriente de excitacin es de 15 A y se sabe que las perdidas en el fierro son de 1200W, y las de razonamiento y ventilacin de 800W. El motor se alimenta desde una red de 380V y gira a plena carga a 960 rpm utilizando el circuito equivalente aproximado por fase, se pide:a) Determinar el % de deslizamiento a plena carga.b) Calcular la corriente que absorbe el motor de la fuente de alimentacin y el factor de potencia correspondiente .c)Determinar la eficiencia del motor.PROBLEMA 7 Un motor de c.c en derivacin de 15 HP; 230 voltios; tiene una resistencia de circuito de armadura igual a 0.19 y una resistencia de campo de 145. Cuando esta sin carga y con voltaje nominal, la velocidad es de 1150rpm y la corriente de armadura es de 7.65. A plena carga y voltaje nominal, la corriente de lnea es de 56.1 A, y debido a la reaccin de armadura el flujo es 5% menor que su valor sin carga Cul es la velocidad mecnica del motor a plena carga en rpm?