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UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
SEGUNDO PREVIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS II
1) A una máquina síncrona trifásica, 10 kVA, 6 polos salientes, 60 Hz, 220 V, Xd = 3 Ω, Xq = 2.4 Ω,
conectada en Y, se le tomaron los siguientes datos para la curva de vacío a 1000 RPM:
(V)
11
0
38
0.2
70
0.4
102
0.6
131
0.8
156
1
178
1.2
193
1.4
206
1.6
215
1.8
221
2
224
2.2
Esa máquina está trabajando como motor en el mismo circuito de un horno de inducción trifásico
de 7.5 kVA cuyo factor de potencia es ____ (0.6 o 0.65 o 0.7 o 0.75) en atraso. Si el factor de
potencia global: del motor y el horno, se desea igual a 0.95 en adelanto, generando reactivos,
determine:
a) La potencia mecánica disponible como motor; y,
b) La corriente de campo necesaria para usar la potencia mecánica del literal anterior.
2) En el laboratorio se hicieron las curvas en “V” de la máquina síncrona trabajándola como
motor, escriba todos los pasos, detalles y letra legible, necesarios para hallar mínimo dos
curvas en “V” trabajándola como generador, incluyendo factores de potencia en atraso y
adelanto. Suponga que las cargas resistivas, inductivas y capacitivas existentes pueden ajustar
todos los valores que necesite, e igualmente que las máquinas, transformadores y aparatos
de medida requeridos están disponibles.
JGP
UIS, septiembre 7 de 2012.
Solución
1) Problema del mismo tipo y más sencillo del número 20 de los ejercicios subidos a la
plataforma, similar al número 7 del enlace subido a la plataforma.
Convenciones: P≥ 0 para motor y Q≥ 0 para generar reactivos.
Potencia del horno:
→ 7.5 kVA a un ángulo Φ de acuerdo al f.p., de donde se
halla y . Esos valores se muestran en la tabla de abajo.
Potencia del motor:
Potencia global:
→ 10 kVA
+
F.P. global = 0.95
La potencia del horno en conjunto con las ec. 1 y 2 se usan para calcular
, y estos
valores permiten calcular el ángulo de la corriente en el motor, cuyo valor eficaz es 26.24
amp.
Tema
1
2
3
4
Horno
F.P
0.6
0.65
0.7
0.75
0.8
0.76
0.714
0.66143
Potencia
Horno
Potencia
Motor
I = 26.24
4.5
4.857
5.25
5.625
-6
-5.7
-5.3557
-4.96
4.4665
4.6764
4.9252
5.2327
8.94686
8.8394
8.7
8.52
243.47
242.12
240.48
238.44
a) En la anterior tabla está la respuesta de .
b) Con la corriente se construye el diagrama fasorial para polos salientes y se halla E.
Ese valor se divide por 1.2, ajuste de frecuencias de la tabla a 1000 RPM, y se busca el
valor de la corriente de campo en la tabla dada.
2) Una forma puede ser la detallada con los siguientes pasos:
2.1 Se acoplan mecánicamente una máquina DC y una síncrona.
2.2 La velocidad de la DC se ajusta a la velocidad nominal de la síncrona, la cual se va a
mantener constante durante toda la prueba.
2.3 La síncrona se conecta como generador alimentando un valor de resistencia fijo que
no exceda su capacidad nominal.
2.4 A la resistencia anterior se le conectan en paralelo la caja de condensadores variables
( C) y luego la de inductancias variables (L).
2.5 Se le suministra corriente de campo a la síncrona para obtener un determinado
voltaje, ej. nominal, usando un valor de C, puede ser el mayor posible sin que se
excedan los valores de corrientes de campo y línea de la síncrona, los cuales
conforman la primera lectura de datos.
2.6 Se ajusta otro valor de C menor y se cuadra de nuevo la corriente de campo para
obtener el mismo voltaje anterior. Se toma la segunda lectura de datos.
2.7 Se repite el numeral anterior cuantas veces se desee.
2.8 Luego se desconecta C y se deja solo la resistencia, ajustando con el campo el voltaje
anterior para tomar los datos a f.p. unitario.
2.9 Posteriormente se conecta L en su mayor valor escogido, sin que se excedan los
valores de corrientes de campo y línea de la síncrona, ajustando siempre el mismo
valor de voltaje y se toman los datos para ese valor.
2.10 Luego se continúa reduciendo L con los mismos criterios del punto anterior, y así
se toman los datos que se deseen.
2.11 El conjunto de datos anteriores conforman la primera curva en “V”. Para tomar los
datos de una segunda curva, se vuelve al punto 2.3, cambiando el valor de la
resistencia para tener una segunda potencia.