Ejercicios Máquinas De Cc

EJERCICIOS DE MÁQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

1.- Un motor de c.c. con excitación serie tiene las siguientes características:
Vnom. = 200V ; Ra = 0,1Ω ; Rs = 1Ω ; p Maf = 0,8 H
Suponiendo nulas las pérdidas mecánicas, calcular:
a) La velocidad de funcionamiento del motor a la tensión de 200V y con un par de carga Cext = 200Nw-m, constante con la velocidad.
b) Lasvelocidades de funcionamiento del motor, manteniendo la tensión de alimentación constante y variando el par exterior que va tomando los valores Cext = 100, 50, 10, 2, 0 Nw-m
Solución
a) N = 137,86 r.p.m.
b) N’ = 200,4 r.p.m. ; N’’= 289 r.p.m. ; N’’’= 663,14 r.p.m.; N’’’’= 1497,81 r.p.m.
Cuando el par exterior se hace cero al no haber pérdidas mecánicas el motor se embala.

2.- Un motor shunt dec.c. alimentado a 220V con Ra = 0,1Ω ; Rf = 40Ω gira a plena carga a 990 r.p.m. absorbiendo 100A . Siendo las pérdidas mecánicas despreciables y considerando el flujo Ф proporcional a la corriente. A plena carga, calcular:
a) La fuerza contraelectromotriz Ev
b) Las potencias de entrada, útil y de pérdidas en el cobre
c) El par y el rendimiento
b) si el par exterior se reduce a lamitad del de plena carga, los nuevos valores de velocidad y potencia útil.
Solución
a) Ev = 210,4 V
b) Potencia de entrada = 22000W ; pérdidas = 2103W ; Potencia útil = 19897 W
c) C = 191,92 Nw-m
η = 90%
b) N’ = 1012,92 r.p.m. ; Pútil = 10171,74 W

3.- Se dispone de un motor asíncrono trifásico conectado en estrella alimentado a 380V, 50Hz que tiene su eje acoplado a una dinamo shunt,la cual alimenta a su vez a una carga compuesta por una resistencia R de 20Ω y un motor de c.c. serie en paralelo con ella.

Las características del generador y del motor de c.c. son :

Generador Rag = 1Ω ; Rfg = 50Ω ; p Mafg = 0,2

Motor Ram = 0,1Ω ; Rfm= 0,4Ω ; pMafm = 0,1

Si el motor serie gira a 1000 r.p.m. y el Cext que tiene que vencer es de 20 Nw-m. Calcular:
a) Lascorrientes en la resistencia R y la de excitación del generador shunt
b) La f.e.m. del generador Evg y la velocidad de giro
c) El nº de pares de polos y el deslizamiento del motor asíncrono
d) La potencia útil y el par que desarrolla la máquina asíncrona, suponiendo las pérdidas mecánicas en la dinamo del 5% de la potencia recibida
Solución
a) IR = 7,76 A ; Ifg = 3,1 A
b)Evg= 180,18 ; Ng = 2775,14 r.p.m.
c) p=1 ; s = 0,075
d) Pútil = 4741,57 W C = 16,31 Nw-m

4.- Un generador shunt de c.c., cuya f.e.m. en vacío en función de la corriente de excitación, para una velocidad de 900 r.p.m., está dada por la expresión
Ev = 550If / (8 + If)
entrega a plena carga 50A a 900 r.p.m., siendo Ra = 0,2Ω y Rf =40Ω.
Calcular:
a) en régimen de vacío a 900 r.p.m. la f.e.m. inducida en vacío, la tensión en las bornas de salida, potencias de pérdidas y rendimiento
b) repetir el apartado a) en el caso de plena carga a 900 r.p.m.
c) la resistencia que se debe añadir en paralelo con el inductor para que la tensión a la salida sea de 210 V cuando entrega 25A a 900 r.p.m.
d) Solución
a) Ev = 228,33V ;V = 227,19V; pérdidas = 1296,94W; η = 0
b) E’v = 212,31V; V’= 201,3 V ; pérdidas = 1617,69W; η = 0,86
c) Rx = 763 Ω

5.- Dos máquinas de c.c. serie iguales tienen las siguientes características 230V, 12CV, 1200 r.p.m., Ra = 0,25Ω Rf = 0,1Ω y lineales.
Los ejes de ambas máquinas se acoplan, alimentando una de ellas a 230V para que trabaje como motor y haciendo trabajar a la otra comogenerador cargándola con una resistencia R.
Calcular:
a) la resistencia R para que el motor trabaje a plena carga
b) la potencia eléctrica de entrada
c) el rendimiento del conjunto
d) la velocidad que adquiriría el motor si en un momento determinado se desacoplan las dos máquinas y el motor sigue alimentado a 230V
Supónganse las pérdidas mecánicas nulas
Solución
a) R = 4,91
b) Pentrada=...