maquinas sincronas



INSTITUTO TECNOLOGICO DE TLALNEPANTLA


Carrera: Ingeniería Eléctrica

Materia: Maquinas Síncronas y de C.D.

Trabajo: Problemas Unidad 1


Problema 1
Al analizar un sitio hidroeléctrico, se encontró que las turbinas deben girar casi a 350 RPM.
Si el generador directamente acoplado debe generar una Fem de frecuencia de 60 Hz, calcule lo siguiente:
a) El numero de polos en elrotor.
b) La velocidad exacta de la turbina.
Solucion a):

Solucion b):


Problema 2
Calcule el numero de polos de un generador de campo rotatorio que fue instalado por primera vez en los Estados Unidos en 1888. Se utilizaba en un sistema de alumbrado de 1000 lamparas. El generador era impulsado por un motor de vapor de 1100 rpm y tenia una salida nominal de 2000 volts y 30 Amper a unafrecuencia de 110 Hz.
Solucion:








Problema 3
La energía eléctrica requerida a bordo del Concorde es suministrada por cuatro generadores trifásicos de 60 kvA, 200/115 volts, 12000 rpm, 400 Hz. Cada generador es impulsado por un motor hidráulico, el cual absorbe una pequeña parte de la enorme potencia desarrollada por los motores de turboreaccion. El fluido hidraulico que sale delmotor hidráulico se utiliza para enfriar el generador y luego es reciclado. Calcule el numero de polos en el generador del avión.
Solución.



Problema 4
Desarrollar el diagrama del devanado del estator de un generador de C.A. con 3 fases, 4 polos y 24 ranuras. Considere un devanado sencillo y distribuido. Utilice papel cuadriculado o milimétrico y colores para las fases.
Solucion:.

Pasopolar= 180° E = 6 ranuras









Problema 5
Construya una tabla donde se muestre la velocidad de rotación del campo magnético en la maquina síncrona con 2,4,6,8,10,12 y 14 polos, que opera a 50 y 60 Hz.
Solucion:
Numero de Polos
f = 50 Hz
f = 60 Hz
2
3,000 rpm
3,600 rpm
4
1,500 rpm
1,800 rpm
6
1,000 rpm
1,200 rpm
8
750 rpm
900 rpm
10
600 rpm
720 rpm
12
500 rpm600 rpm
14
428.57 rpm
514.28 rpm


Problema 6
Un generador síncrono de polos salientes, trifásico de 8 polos, 60 Hz, conectado en estrella, tiene 96 ranuras en el nucleo del estator, con 4 conductores por rnur conectados en serie en cada fase. El paso de bobina es de 10 ranuras. Si el valor máximo dl flujo magnético en el entrehierro es de 60 mWb y la distribución de la densidad de flujomagnético en el entrehierro es senoidal, determinar:
a) La fem inducida eficaz en cada fase.
b) La fem inducida eficaz entre fase o líneas.
c) Si cada fase del generador tiene capacidad para 650 Amper ¿Cuál es la capacidad en KvA del generador?
Solucion a):



∝= B*N = 15°E * 2 ranuras = 30


Calculando el numero de vueltas:
4 conductores/ranura * 96 ranuras = 384 conductoresCalculando la fem inducida eficaz:
E= 4.44ΦfNKpKd
E= (4.44)(60x(60)(64)(0.96)(0.95) = 932.95 volts*fase
Solucion b) Cuando existe una conexión Y

Solucion c)
S= VI =







Problema 7
Entrear y estudiar todos los problemas resueltos del libro “Problemas Resueltos de Maquinas Sincronas” de Ing. Pablo Vargas Prudente del capitulo 1 y 2.

CAPITULO 1
EL ALTERNADOR

PROBLEMA1.1
Se tiene un alternador con los datos de placa siguientes:
Tensión entre fases = 220 volts.
Corriente = 5.25 amperes.
Velocidad = 1500 r.p.m.
Frecuencia = 50 Hertz.
Factor de potencia = 0.80 atraso (-).
Numero de fases = 3
Conexión estrella.
Determinar:
a).- La capacidad en kilovolt-amperes (KVA).
b).- La capacidad nominal en kilowatts.
c).- La capacidad en kilovolt-amperesreactivos (KVAR).
d).- El Angulo de desplazamiento entre el voltaje (v) y la corriente (I).
e).- El diagrama vectorial de las potencias KVA, KV, y KVAR.

SOLUCION DEL PROBLEMA.
a).- la capacidad nominal en kilovolt-amperes se obtiene a partir de la formula siguiente:
KVA = √3 v i x 10 -3
b).- la capacidad nominal en kilowatts será:
KV = KVA cos ɥ = 2X O.80 = 1.6
c).- la capacidad en...