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MÁQUINAS ELÉCTRICAS I, GRUPOI, TALLER MÁQUINA SINCRONA
EJERCICIOS PROPUESTOS
1. Un generador sincrónico de 480V, 200kVA, factor de potencia de
0.8 en atraso, 60Hz, dos polos, conectado en Y, tiene una reactancia
síncrona de 0.25Ω y una resistencia del inducido de 0.04Ω. A 60 Hz
sus pérdidas por fricción propias y con el aire son de 6kW y sus
pérdidas en el núcleo son de 4kW. El circuito de campo tiene un
voltaje DC de 200V y la IF máxima es 10A. La resistencia del
circuito de campo es ajustable en un rango de 20 a 200Ω. La curva
característica del generador en vacío (OCC) se muestra en la figura
1.
a. ¿Cuánta corriente de campo se requiere para que V T sea igual a
480V cuando el generador opera en vacío?
b. ¿Cuál es el voltaje interno generado en esta máquina en
condiciones nominales?
c. ¿Cuánta corriente de campo se requiere para que VT sea igual a
480V cuando el generador está operando en condiciones nominales?
d. ¿Cuánta potencia y par debe ser capaz de suministrar el motor
primario del generador?
2. Suponga que la corriente de campo del generador del ejercicio
anterior ha sido ajustada a 4.5A.
a. ¿Cuál será el voltaje en los terminales del generador si está
conectado a una carga en Δ con una impedancia de (5 ∟30°)Ω?
b. Dibuje el diagrama fasorial de este generador.
c. ¿Cuál es la eficiencia del generador en estas condiciones?
d. Suponga que una carga en Δ, idéntica, se emparalela con la
primera. ¿Qué ocurre en el diagrama fasorial del generador?
e. ¿Cuál es el nuevo voltaje en terminales después de adicionar la
carga?
f. ¿Qué se debe hacer para restablecer el voltaje en terminales a su
valor original?
3. Se tiene un generador síncrono trifásico de 6 polos, 440V,
conexión Y, con RA = 0,1Ω y Xs = 1Ω. La corriente de campo se
gradúa de tal forma que el voltaje en terminales en vacío es 420V.
Las pérdidas por fricción y con el aire son de 1,5kW y las perdidas
en el núcleo son de 1 kW. Hallar:
a. El voltaje en los terminales para una corriente de carga de 55A y
un factor de potencia de 0,8 en atraso.
b. La potencia de entrada en la máquina para la condición de carga.
c. La potencia de salida de la máquina.
d. La eficiencia de la máquina.
4. Un generador síncrono trifásico, tiene una impedancia síncrona de
0+j5Ω/fase y está conectado en estrella a una barra infinita de
6600V. La excitación es tal que la f.e.m. inducida en vacío es de
6000V. Determinar la potencia activa máxima que en estas
condiciones podrá suministrar la máquina, sin que exista pérdida de
estabilidad. Hallar también la corriente de inducido y el factor de
potencia para dicha carga.
Figura 1. Curva característica del generador en vacío (OCC) para ejercicio 1 y 2.