Jornadas

ESCUELA POLITECNICA NACIONAL
FACULTAD DE INGENIERÌA EÈCTRICA Y EECTRÒNICA
MÀQUINAS ELÈCTRICAS
DEBER: Problemas de Fitzgerald Máquinas de inducción trifásicas
6.6. La figura 6.17 muestra una máquina de inducción trifásica de rotor devanado cuyo eje está acoplado en forma rígida al de un motor sincrónico trifásico. Se conectan las terminales del devanado trifásico del rotor de la máquina deinducción está impulsada por el motor sincrónico a la velocidad adecuada y en la dirección adecuada de rotación, de modo que se dispone de los voltajes trifásicos de 120 Hz en los anillos deslizantes. La máquina de inducción tiene un devanado de estator de 6 polos.
a. ¿Cuántos polos debe tener el devanado del rotor de la máquina de inducción?
b. Si el campo del estator en la máquina de induccióngira en dirección de las manecillas del reloj, ¿Cuál será la dirección de la rotación de su rotor?
c. ¿Cuál debe ser la velocidad en revoluciones por minuto?
d. ¿Cuántos polos debe tener el motor sincrónico?

6.7. Se usa el sistema de la figura 7.16 para convertir voltajes balanceados de 60Hz a otras frecuencias. El motor sincrónico tiene 2 polos e impulsa al eje de interconexión en dirección delas manecillas del reloj. La máquina de inducción tiene 12 polos, y los devanados de su estator se conectan a las líneas para producir un campo rotatorio en el sentido contrario al de las manecillas del reloj, ósea en la dirección opuesta a la del motor sincrónico. La máquina tiene un rotor devanado cuyas terminales salen a través de anillos deslizantes.
a. ¿A que velocidad trabaja el motor?
b.¿Cuál es la frecuencia de los voltajes del rotor en la máquina de inducción?

6.8. Se tiene un motor trifásico de inducción, jaula de ardilla, de 8 polos, 60Hz.1000hp, 4160V, con las siguientes constantes de circuito equivalente en ohmios por fase Y(estrella) referidas al estator:
R1 = 0.295, R2 = 0.277 X1= 2.61; X2 = 3.24 ; X = 61.3
Calcule los cambios de éstas constantes debidos a lassiguientes modificaciones propuestas en el diseño. Considere por separado cada modificación:
a. Sustituya el devanado del estator con otro devanado idéntico con excepción del calibre del conductor, cuya área de sección transversal aumenta 4%.
b. Disminuya el diámetro interior de las laminaciones del estator para que el entrehierro disminuya 15%.
c. Sustituya las barras de aluminio del rotor, cuyaconductividad es 3.5 x 107 ohm/m, por barras de cobre cuya conductividad es 5,8 x 107 ohm/m.
d. El devanado del estator, que antes estaba conectado en estrella para funcionar con 4160V , se reconecta en delta para funcionar con 2,4 kV.

6.9. Un motor de inducción, trifásico, conectado en estrella, de 30 hp, 60 Hz, 480V línea a línea, de cuatro polos, tiene las siguientes constantes delcircuito equivalente
R1 = 0.21, R2 = 0.20 X1= 1.2; X2 = 1.1; X = 39
Las pérdidas totales por fricción mecánica, ventilación y de núcleo se pueden suponer constantes, de 1340 W. El motor se conecta directamente a una fuente de 480 V.
Calcule la velocidad, par de salida en la flecha en N/m, potencia en caballos, eficiencia y factor de potencia entre terminales para deslizamientos de 1,2 y 3%.

6.10.Un motor de inducción de 15hp, 230 V, trifásico, conectado en estrella, de 60Hz, cuatro polos y jaula de ardilla, desarrolla par interno de plena carga a deslizamiento igual a 0.03 cuando se trabaja a la frecuencia y voltaje nominales y de núcleo. Los datos de impedancia para este motor, en ohms por fase, son los siguientes:
R1 = 0.24, X1= 0.31; X2 = 0.31; X = 10.4
Calcule el par internomáximo a voltaje y frecuencia nominales, el deslizamiento en el par máximo y el par interno de arranque a voltaje y frecuencia nominales. Exprese los pares en N/m.

6.11. Suponga que el motor de inducción del problema 7.10 se energiza con una fuente de voltaje constante de 240V y 60Hz a través de un alimentador cuya impedancia es 0.30 + j0.22 ohm/fase. Calcule el par interno máximo que puede...