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EJERCICIOS TEMA 7: MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA
PROBLEMA 1. Un motor de CC entrega, nominalmente, 15 CV ( ♣ ) de potencia a 700
r.p.m.. Calcule el par que ejerce el motor al momento del arranque sabiendo que,
entonces, es tres veces más grande que el nominal.
Sol: 452 Nm.
PROBLEMA 2. (figura 1) Un motor de CC serie entrega a plena
carga 10 CV a 1500 r.p.m. , con una alimentación de 220 V y una
corriente de 40 A. Si la resistencia del inductor y la de la
bobina de conmutación suman 0.1 Ω y la bobina de excitación
tiene 0.2 Ω con una caída de tensión en cada escobilla de 1 V,
calcule: (a) la f.c.e.m., (b) el par de rotación útil, (c) la eficiencia
o rendimiento del motor, y (d) la resistencia del reóstato de
arranque necesaria para que al momento del arranque la
intensidad de la corriente no sea 1.5 veces mayor que la nominal.
figura 1
Sol: . (a) 206 V, (b) 47 Nm, (c) 83.6%, (d) 3.3 Ω.
PROBLEMA 3. Un motor de CC serie tiene una resistencia total en las bobinas
(excitación + inducido + conmutación) de 0.2 Ω y una caída de tensión por contacto de
escobilla de 0.75 V. Conectado a 220 V gira a 2000 r.p.m., consume una corriente de 11 A
y entrega una potencia mecánica de 3 CV. Calcule: (a) El par de rotación
electromagnético, (b) el par de rotación útil, (c) la resistencia del reóstato de arranque
para que la intensidad de la corriente, en el arranque, no sobrepase el doble de la
corriente en marcha normal.
Sol: (a) 11.4 Nm, (b) 10.6 Nm, (c) 9.7 Ω.
PROBLEMA 4. Un motor de CC serie de 20 CV, 250 V, 800 r.p.m. y 80 A, tiene
resistencia de las bobinas de 0.15 Ω y una caída de tensión por contacto en la escobilla
de 0.85 V. Calcule, para el funcionamiento a plena carga: (a) La f.c.e.m. , (b) la intensidad
al momento del arranque en conexión directa (Ra =0), (c) el valor de Ra para que al
momento del arranque la corriente no supere el doble de la nominal, (d) la potencia
absorbida nominal y (e) la potencia electromagnética nominal.
Sol: (a) 236.3 V, (b) 1655 A, (c) 1.4 Ω, (d) 20 kW, (e) 18.9 kW.
PROBLEMA 5. (figura 2) Un motor de CC derivación tiene una
resistencia de inducido y conmutación de 0.25 Ω, un bobinado de
excitación de 200 Ω y una caída de tensión en la escobilla de 1 V.
Si conectado a 240 V consume 35 A y entrega una potencia útil de
10 CV a 1200 r.p.m., calcule: (a) la f.c.e.m. en el inducido, (b) la
intensidad en el inducido, (c) la intensidad en el bobinado de
excitación, (d) el par de rotación útil.
figura 2
♣
1 CV = 736 W
Sol: . (a) 229 V, (b) 33.8 A, (c) 1.2 A (d) 58.5 Nm.
PROBLEMA 6. Se tiene un motor de CC derivación de 600 V, 90 CV 130 A, 2500 r.p.m.
con 0.2 Ω de resistencia total en los bobinados inducido y de conmutación, 500 Ω en el
bobinado de excitación, y 2 V de caída de tensión por contacto en la escobilla. Calcule
para el funcionamiento a plena carga: (a) el rendimiento del motor, (b) la intensidad de la
corriente en el inducido, (c) la f.c.e.m. , (d) el par de rotación electromagnético, (e) el
par de rotación útil, (f) la potencia electromagnética, (g) la intensidad de la corriente en
el inducido durante una arranque directo, y (h) la resistencia del reóstato de arranque
para que la intensidad de la corriente en el inducido no supere 2 veces el valor nominal
durante el arranque.
Sol: (a) 85 %, (b) 128.8 A, (c) 570 V, (d) 280 Nm, (e) 253 Nm, (f) 73.4 kW, (g) 3 kA, (h)
2.1 Ω.
PROBLEMA 7. (figura 3). Un motor de CC de excitación
compuesta conectado a 220 V, y a plena carga, consume 40 A y
entrega 10 CV a 1500 r.p.m. Tiene una resistencia de inducido
de 0.15 Ω, bobinado de conmutación 0.05 Ω y devanado serie
0.5 Ω . La caída de tensión en la escobilla es de 1 V y la
resistencia del bobinado derivación es de 200 Ω. Calcule: (a)
la intensidad de la corriente en el inducido, (b) la corriente en
la bobina derivación, (c) el par de rotación útil, y (d) el
rendimiento del motor.
Sol: (a) 38.8 A, (b) 1.2 A, (c) 46.9 Nm, (d) 83.6%.
figura 3
PROBLEMA 8. Un motor serie de corriente continua de 20 CV,
230 V, 900 r.p.m. y rendimiento 84,2 %, tiene resistencia de inducido de 0,12 Ω,
resistencia del devanado de conmutación 0,08 Ω, resistencia del devanado inductor serie
0,05 Ω y se considera una caída de tensión por contacto de escobilla con colector de 1 V.
Calcular cuando funciona a plena carga: a) Intensidad que consume, b) Valor de la
f.c.e.m., c) Momento de rotación útil, d) Potencia perdida por efecto Joule en los
devanados y escobillas., e) Resistencia en el reóstato de arranque para que la intensidad
de arranque no sea mayor que 1,5 veces la nominal.
Sol: a) 76 A, b) 209 V, c) 156,2 Nm, d) 1596 W, e) 1,75 Ω.
PROBLEMA 9. Un motor de corriente continua de excitación derivación, tiene una
resistencia en el circuito derivación de 600 Ω, una resistencia en el circuito del inducido
(devanado inducido y devanado conmutación) de 0,1 Ω y se considera una caída de
tensión por contacto de escobilla con colector de 2,5 V. En la placa de características
del motor figuran los siguientes datos: 600 V, 100 CV, 138 A, 1200 r.p.m. Calcular para
esos valores nominales: a) Rendimiento a plena carga, b) Intensidad de corriente en el
inducido, c) Valor de la f.c.e.m, d) Potencia electromagnética, e) Momento de rotación
electromagnético, f) Momento de rotación útil, g) Intensidad de corriente en el inducido
para arranque directo, h) Resistencia en el reóstato de arranque para que la intensidad
de corriente de inducido durante el arranque no sobrepase 1,5 veces la intensidad
nominal.
Sol: a) 88,9 %, b) 137 A, c) 581,3 V, d) 79638 W, e) 633,7 Nm, f) 585, 7 Nm, g) 5950 A,
h) 2,79 Ω.
PROBLEMA 10. Un motor de corriente continua con excitación en derivación, tiene los
siguientes datos Potencia 10 cv, V= 110v. n= 900 rpm. μ = 88% Ri = 80 mΏ, Iex=2 A. Si se
reduce la velocidad a la mitad, intercalando una resistencia en el circuito del inducido
pero manteniendo el par constante.
Calcular: ( Necesaria la realización del circuito)
Antes de variar la velocidad
a. Potencia absorbida por el motor.
b. Intensidades.
c. Par.
d. F.c.e.m.
Después de variar la velocidad
e. Potencia. f. F.c.e.m.
Sol: a) P=8363,63 w; b) Ii=74 A Ie=2 A It=76 A c) M= 78 Nm d) E=104,08 v. e) Pu=
3.675,66w e) E= 52,04 v.
EJERCICIO 11. Un motor con excitación serie gira a 1240 rpm. Cuando absorbe
8.800 w de una red de 240 v. Hallar su velocidad cuando intercalamos en serie
con su inducido una resistencia de 1 Ώ. En estas circunstancias la intensidad ha
disminuido un 45% Hallar el nuevo par motor.
( Ri = 0.19 Ω, Rs = 0.087 Ω)
Sol: n1 =2.102 r.p.m. M=19,6 Nm.
EJERCICIO 12. Un motor de c.c. con excitación en derivación con ri = 0,2 Ω y rd =400
Ω presenta en su placa de características los siguientes valores.
· Tensión: 800 v.
· Potencia: 90 cv.
· Intensidad: 85 A.
· Rpm: 900.
Determina:
a) El rendimiento. Sol: 97%
b) La intensidad del inducido.sol:83 A.
c) La fuerza contraelectromotriz. Sol: 783,4 v.
d) La potencia eléctrica transformada en mecánica. sol:65022 w
EJERICIO 13. Un motor con excitación en derivación tiene una potencia útil de
32 Kw a 1450 rpm, y a una tensión de red de 500 v. Con un rendimiento global de
0,92. Hay que reducir su velocidad en un 30% para mantener el par.
Calcular el valor de la resistencia que hay que colocar en serie con el
inducido siendo (Rd=240Ω Ri= 0,17Ω). (Sol: 2,2Ω).
EJERICIO 14. Un motor con excitación en derivación tiene una potencia útil de 32 Kw a
1450 rpm. Y a una tensión de red de 500v. Con un rendimiento global de 0,92. Hay que
reducir su velocidad en un 30% para mantener el par.
Calcular el valor de la resistencia que hay que colocar en serie con el
inducido siendo (Rd=240Ω Ri= 0,17Ω). (Sol: 2,2Ω).