Download Taller motor de inducción

MÁQUINAS ELÉCTRICAS I
MOTOR DE INDUCCIÓN
TALLER: EJERCICIOS PROPUESTOS
1. Un motor de inducción de 208 V, 10 HP, 4
polos, 50 Hz, conectado en estrella, tiene un
deslizamiento del 5% a plena carga.
a) ¿Cuál es la velocidad sincrónica?
b) ¿Cuál es la velocidad del rotor cuando el motor
tiene carga nominal?
c) ¿Cuál es la frecuencia en el rotor cuando el
motor tiene carga nominal?
d) ¿Cuál es Par en el eje cuando el motor tiene
carga nominal?
Resp: a) 1500 r.p.m. b) 1425 r.p.m. c) 2.5 Hz
d) 50 N-m
2. Un motor de inducción trifásico de 50 HP, 480
V, consume 60 A con un factor de potencia 0.85
atrasado. Las pérdidas en el cobre del estator son
2 KW y las pérdidas en el cobre del rotor son 700
W. Las pérdidas por fricción y ventilación son 600
W, las pérdidas del núcleo son 1800 W y las
pérdidas adicionales son despreciables.
a) Encuentre las siguientes cantidades:
b) La potencia en el entrehierro PAG.
c) La potencia convertida PCONV.
d) La potencia de salida PSAL.
e) La eficiencia del motor.
Resp: a) 38.6 KW b) 37.9 KW c) 37.3 KW d)
88 %
3. Un motor de inducción de cuatro polos, 25 HP,
460 V, 60 Hz, conectado en Y, tiene las siguientes
impedancias en ohmios por fase, referidas al
circuito del estator:
R1 = 0.641 W R2 = 0.332 W
X1 = 1.106 W X2 = 0.464 W
XM = 26.3 W
Las pérdidas rotacionales son 1100 W y se
asumen como constantes. Las pérdidas en el
hierro están incluidas en las pérdidas rotacionales.
Si el motor se alimenta a voltaje y frecuencia
nominal y gira con un deslizamiento de 2.2 %,
calcule:
a) La velocidad.
b) La corriente en el estator.
c) El factor de potencia.
d) PCONV y PSAL.
e) TIND y TCARGA.
f) La eficiencia.
Resp:
a) ns = 1800 r.p.m. Nm = 1760 r.p.m.
b) I = 18.18 /–33.6° (A)
c) F.P. = 0.833 inductivo
d) PCONV = 11585 W PSAL = 10485 W
e) TIND = 62.8 Nm TCARGA = 56.9 Nm
f) h = 83.7 %
4. Un motor de inducción trifásico y 60 Hz, gira a
715 rpm en vacío y a 670 rpm a plena carga.
a) ¿Cuántos polos tiene este motor?
b) ¿Cuál es el deslizamiento a carga
nominal?
c) ¿Cuál es la velocidad a un cuarto de la
carga nominal?
d) ¿Cuál es la frecuencia eléctrica del rotor
a un cuarto de la carga nominal?
5. Un motor de inducción trifásico de 7 c.v (1
caballo de vapor = 735,8W), 6 polos y 50Hz, está
conectado en Y a una red de 230V y absorbe de
ella 7.2kVA con un factor de potencia de 0.844 en
atraso cuando funciona a plena carga. En estas
condiciones el torque en el eje es de 51.2 N.m.
Suponiendo unas pérdidas por fricción constantes
e iguales a 400W calcular:
a) La eficiencia del motor.
b) La velocidad con que gira el eje del rotor.
c) La potencia de pérdidas en el cobre en
los devanados del rotor.
d) Las pérdidas por efecto Joule en el cobre
del estator.
e) La resistencia por fase del estator.
6. Un motor de inducción trifásico de rotor
devanado, de 4 polos, se conecta a una red
trifásica de 380V, 60Hz. El estator y el rotor están
conectados en estrella. La relación de
transformación es de 3. Los parámetros del
circuito equivalente del motor por fase son:
R1=0.5Ω; X1=1.5Ω; RR=0.1Ω; XR0= 0.2Ω;
Rc=360 Ω; Xm=40 Ω. Recuerde que RR y XR0 son
los valores en el rotor.
Las perdidas mecánicas son de 200 W. Si el
deslizamiento a plena carga es del 5%.
Calcular utilizando un circuito equivalente exacto
y un modelo aproximado del motor (ver figura 1.a
y 1.b):
1) Corriente del estator; 2) Corriente del rotor; 3)
Corriente por la rama de magnetización (Im); 4)
Pérdidas en el hierro; 5) Potencia activa y reactiva
absorbida por el motor de la red y su factor de
potencia; 6) Potencia mecánica interna; 7)
Potencia mecánica útil y Rendimiento del motor;
8) Corriente de arranque y su factor de potencia;
9) Par inducido en el motor.
R1
jX1
Im
I2
I1
V1
Rc
_
jXm
R1
I1
jX1
jX2
Im
+
I2
V1
Rc
jXm
_
Figura 2.a. Circuito equivalente aproximado del
Motor de Inducción.
jX2
+
Figura 1.a. Circuito equivalente exacto del Motor de
Inducción.
R2/S
R2/S