EJERCICIOS DE MÁQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

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:

1. La velocidad de funcionamiento del motor a la tensión de 200V y con un par de carga Cext = 200Nw-m, constante con la velocidad.
2. Las velocidades 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 de c.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 la mitad 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.

[pic 1]

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:

1. Las corrientes en la resistencia R y la de excitación del generador shunt
2.  La f.e.m. del generador Evg y la velocidad de giro
3. El nº de pares de polos y el deslizamiento del motor asíncrono
4. 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:

1. 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
2. repetir el apartado a) en el caso de plena carga a 900 r.p.m.
3. 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.
4. 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 como generador cargándola con una resistencia R.

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