Motores Sincronos

Dpto. de Ingeniería Eléctrica
E.T.S. de Ingenieros Industriales

Universidad de Valladolid

2003/2004

MÁQUINAS ELÉCTRICAS: MÁQUINA SÍNCRONA 3º DE INGENIEROS INDUSTRIALES

Boletín de Problemas

MÁQUINA SÍNCRONA
Problemas propuestos
1. De un motor síncrono trifásico de 50 CV, 380 V, 10 polos, 50 Hz, conectado en estrella, se conocen los siguientes datos: Impedancia síncrona: Pérdidasrotatorias (que se suponen constantes) : Resistencia del inductor: 0,4 + j 5 Ω por fase 2,5 kW 40 Ω

Se fija la intensidad de excitación en 5 A, de forma que cuando el motor suministra su potencia nominal el factor de potencia del motor es de 0,8 en adelanto. Calcular, en estas condiciones, el rendimiento del motor.

2. Un motor síncrono trifásico, de 380 V, 50 Hz, 30 kVA, factor de potencia0,8 en adelanto y conectado en estrella, tiene una impedancia síncrona por fase de 1 + 2j Ω. Sus pérdidas totales mecánicas y magnéticas, supuestas constantes, ascienden respectivamente a 0,6 y 0,4 kW. Inicialmente, su eje está alimentando una carga de 15 CV y el factor de potencia es de 0,8 en adelanto. Partiendo de esta situación inicial, se desea conocer en qué proporción hay que variar elflujo para que la potencia en el eje aumente un 20 por 100 y la intensidad de línea se mantenga en el valor de la carga anterior.

3. Un motor síncrono trifásico de 4 polos, tiene una resistencia de inducido despreciable y una reactancia síncrona de 3 Ω/fase. Está conectado a una red de 2000 V, 50 Hz. La excitación es constante y produce una f.e.m. de 1150 V/fase. Calcular la potencia activaabsorbida de la línea, el factor de potencia y el par desarrollado en el eje si la corriente del inducido es de 200 A.

4. Un motor síncrono trifásico conectado en estrella, con 4 polos, 50 Hz, 380 V, tiene una impedancia síncrona por fase de 0,04 + 0,4 j Ω. La intensidad de excitación se fija para que la tensión inducida sea de 450 V, siendo la potencia de entrada al motor, en estas condiciones, de140 kW. Calcular: a) La intensidad de entrada. b) El par interno.

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5. En la central eléctrica de un aeropuerto existen dos grupos electrógenos de 6√3 kV en paralelo que alimentan una carga trifásica equilibrada de 4000 kW con factor de potencia en retardo de 0,9. Los generadores síncronos de ambos grupos están conectados en estrella y tienen impedancias síncronas, por fase, de Z1 = 0,6 + j10 Ω para uno y Z2 = 0,4 + j 11 Ω para el otro. En determinadas circunstancias la potencia que suministran ambos generadores es la misma y el número 1 tiene una corriente por el inducido de 130 A en retardo. Calcular las tensiones inducidas de ambos generadores y la corriente por el inducido del generador número 2 y su factor de potencia.

6. Un motor síncrono trifásico hexapolar, conectado enestrella, tiene una resistencia de campo de 30 Ω y se supone despreciable la resistencia eléctrica efectiva del devanado del estator. Las conclusiones obtenidas al ensayar la máquina como generador impulsado a 1000 r.p.m. son las siguientes: en vacío, la tensión inducida compuesta en función de la intensidad de excitación viene dada por E = 40 Ie. En cortocircuito, la intensidad por el inducido enfunción de la intensidad de excitación viene dada por Icc = 66 Ie. En unas condiciones determinadas, el motor suministra una potencia en el eje de 57 CV a una carga mecánica, estando conectado a una red trifásica de 220 V, 50 Hz, de la cual absorbe 48 kVA, con factor de potencia 0,9 en adelanto. En dichas condiciones, calcular: a) La reactancia síncrona. b) La intensidad de excitación. c) Laspérdidas rotatorias. d) El par interno. e) El rendimiento del motor.

7. Un alternador trifásico tiene una resistencia de inducido despreciable y una reactancia síncrona de 30 Ω/fase. Está acoplado a una red de potencia infinita de 11 kV y desarrolla 4000 kVA con f.d.p. unidad. Si se aumenta la f.e.m. un 20% permaneciendo constante la entrada de potencia a la máquina motriz. Determinar el nuevo...