maquinas electricas

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA
FACULTAD DE INGENIERIA
ESPECIALIDAD ELECTRONICA Y ELÉCTRICA

Maquinas Eléctricas
Ejercicios y Preguntas del Capitulo 5

Nombre:
Luis Felipe Quevedo Avila
Edison Guaman Vázquez
Leonardo Sarmiento Moscoso
PROFESOR:

Ing. Omar Álvarez
FECHA:

Cuenca, 03 de Mayo del 2012

Universidad Politécnica Salesiana

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Universidad PolitécnicaSalesiana
Ejercicios y Preguntas del Capitulo 5
Luis Felipe Quevedo Avila
lquevedo@est.ups.edu.ec
Edison Guaman Vázquez
eguaman@est.ups.edu.ec
Leonardo Sarmiento Moscoso
lsarmientom@est.ups.edu.ec

1. ¿Por qué está confinada la frecuencia de un generador sincrónico
a la tasa de rotación de su eje?
Los generadores sincrónicos son por definición sincrónicos, esto significa que la frecuenciaeléctrica producida está sincronizada con la tasa mecánica de rotación del generador [1].
Para determinar la frecuencia de la onda generada en un generador síncrono, hacemos la
siguiente consideración:

Como podemos ver en la figura, un conductor que se desplaza de la posición 1 a la posición 2 al
pasar bajo un par de polos genera: 1 ciclo; cuando da una vuelta, genera: p ciclos; girando a nvueltas / min., generará: pn ciclos / min., en segundos será:
que está
dada en Hz.; por lo tanto la frecuencia sería directamente proporcional a la velocidad de
rotación de la máquina:

En la fórmula p nos indica el número de polos que tiene la máquina, este factor es constante ya
que viene dado por el fabricante, n la velocidad a la cual gira la máquina, entonces vemos que la
frecuenciaqueda únicamente en función de la velocidad.
Entonces para asegurar los 60 Hz., a un generador tenemos lo siguiente:
Para una máquina de 4 polos la velocidad deberá ser:

Para una máquina de 6 polos la velocidad deberá ser de 1200 rpm.
Para una máquina de 8 polos la velocidad deberá ser de 900 rpm.
2. ¿Por qué cae abruptamente el voltaje de un alternador cuando se
le aplica una carga con unfactor de potencia en atraso?

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Al tener un factor de potencia con atraso tenemos que la corriente está desfasa un ángulo θ con
respecto al voltaje de fase de la máquina. Debido a que no se ha cambiado la resistencia de
campo, la corriente de campo es constante y por lo tanto el flujo es constante. Como el motor
primario también gira a unavelocidad constante ω, la magnitud del voltaje interno generado E A
= k ω es constante. Si se adiciona más carga con el mismo factor de potencia,
se
incrementa pero permanece al mismo ángulo θ con respecto a
, como antes. Entonces el
voltaje de reacción del inducido jXSIA es mayor que antes pero tiene el mismo ángulo. Tenemos
que
jXSIA debe extenderse entre
a un ángulo de 0º y
, el cual estálimitado a la misma
magnitud de antes del incremento de carga. Si se presentan estas limitaciones en un diagrama
fasorial, hay un solo punto y únicamente uno en el cual el voltaje de reacción del inducido
puede ser paralelo a su posición original mientras se incrementa su tamaño [1]. La figura a
continuación muestra lo sucedido

Entonces como podemos observar en la gráfica el voltaje de fasecae abruptamente.
3. ¿Por qué se eleva el voltaje de un alternador cuando se le aplica
una carga con factor de potencia en adelanto?
Como podemos ver en la figura al tener una carga con factor de potencia en adelanto la
corriente está adelantada con relación al voltaje de fase, entonces al variar la carga el voltaje de
reacción del inducido tiene que incrementarse desplazando en este caso elvector del voltaje de
fase produciendo en el mismo un incremento.

4. Dibuje el diagrama fasorial y relaciones del campo magnético de un
generador síncrono que opera con un factor de potencia a) unitario.
B) en retraso y c) en adelanto.
a) Con factor de potencia unitaria, en donde se puede observar que al tener este tipo de
factor de potencia hace que la diferencia entre la tensión...