• Author / Uploaded
• Omar Andres Quilodran Rodriguez

Citation preview

Listado Máquinas de Corriente Continua 1. La armadura y campo de un motor DC de excitación separada se conectan a una fuente de 500V. En vacío la velocidad del motor en estado estacionario es de 2500rpm. La constante de diseño de la maquina Ka es igual a 63.66. Calcule el flujo por polo. A plena carga la corriente de armadura es de 200A. Calcule el torque eléctrico. Dado que la resistencia de campo es de 99Ω, la resistencia de armadura e 0.21Ω y el torque de fricción es de 19Nm independiente de la velocidad; calcule el torque de salida mecánico a plena carga, la velocidad a plena carga, la potencia mecánica de salida y la eficiencia. [30mWb, 382Nm, 363Nm,2290rpm, 87.05kW, 84.9%] 2. Un motor DC compuesto de 250V tiene una resistencia de armadura de 0.2Ω, la resistencia del enrollado serie es de 0.3Ω y la resistencia del enrollado de campo derivación es de 250Ω. El campo derivación produce un flujo constante por polo de 20mWb. El campo serie produce un flujo de 20Ia en μWb, donde Ia es la corriente de armadura, que se suma al flujo producido por el campo derivación La saturación del fierro se puede despreciar. Cuando el motor trabaja en vacío su velocidad es de 500rpm y la corriente total es de 2.5A. Calcule la constante de diseño de la maquina Ka. A plena carga el motor desarrolla un torque de 360Nm, calcule la corriente de armadura y la velocidad. [237.7, 70.7A, 402.7rpm] 3. Un motor DC de excitación separada de 4 polos, que tiene una constante de diseño de 66.2, opera con un voltaje de campo constante de 220V que produce un flujo total por polo de 30mWb. La resistencia de armadura es 0.2Ω. El voltaje de armadura se varía continuamente desde -220V a +220V. Encuentre la velocidad cuando la máquina se opera: a) en vacío con el voltaje de armadura ajustado a +100V. b) en vacío con voltaje de armadura de 220V. c) con un troque de carga de 100Nm y voltaje de armadura 220V. [480.8rpm, 1057.7rpm, 1009.3rpm] 4. La armadura de un motor DC de excitación separada se conecta a la salida de un puente rectificador monofásico totalmente controlado con diodo volante. La tensión de entrada rectificador es de 240V y el motor tiene una constante ka de 63.66. a) Cuando la excitación de la máquina produce un flujo constante por polo de 90mWb, y los tiristores se disparan 75º después del cruce por cero de la red, el motor gira a 250rpm. Calcule la tensión inducida en el motor. b) Para la condición anterior el diodo volante conduce por 32º después de que el voltaje se hace cero, calcule el voltaje medio aplicado a la armadura. c) Si la resistencia total de armadura es 6Ω determine la corriente media y el par promedio desarrollado por el motor.

5. Un motor DC de excitación separada se alimenta desde una fuente de 250V, 50Hz, a través de un rectificador monofásico tipo puente totalmente controlado. El motor tiene una constante de diseño Ka de 33.42, resistencia de armadura 2Ω, flujo constante por polo de 30mWb y un torque de carga constante de 26Nm. Cuando los tiristores se disparan con un ángulo de 20o, no hay corte de corriente de armadura. Calcule la corriente y el voltaje medio de armadura, la tensión inducida y la velocidad en estado estacionario. Cuando los tiristores se disparan con un ángulo de 60o, la corriente de armadura es discontinua, y se hace cero a un ángulo de 215o. Calcule la corriente y el voltaje medio de armadura, la tensión inducida y la velocidad en estado estacionario. [25.9A, 211.5V, 159.6V, 1520rpm; 25.9A, 164.0V, 112.2V, 1068rpm] 6. Un motor de continua excitación separada, se alimenta desde un rectificador trifásico totalmente controlado en serie con una inductancia de filtro. El rectificador se conecta a una red trifásica de 415V, 50Hz de impedancia despreciable. El motor es de 60kW, 1500rpm, y 500V. La corriente de vacío es de 12A, la resistencia de armadura es despreciable y la inductancia de armadura es de 1.5H. Calcule el ángulo de disparo del conversor para operación a potencia y velocidad nominal y la inductancia de filtro para tener una corriente de ripple de 20A peak to peak. [26.86º, 4.35mH] 7. Un rectificador trifásico totalmente controlado energizado desde una fuente trifásica de 415V, 50Hz de impedancia despreciable, alimenta la armadura de un motor de continua de excitación separada cuya inductancia es de 5mH y resistencia despreciable. La constante del motor de la fuerza contra electro motriz es de 3Vs/rad. Calcule el ángulo de disparo del conversor la corriente de ripple peak to peak cuando la máquina gira a 1000rpm y no existe corte de corriente. Calcule el valor de la corriente media de armadura para la cual se produce corte de corriente. Cuál es la máxima velocidad posible de la máquina en vació para el ángulo de disparo calculado. [55.91º, 41.6A. alrededor de 26.5A, 1680rpm] 8. Un chopper reductor alimenta una máquina de corriente continua que tiene los siguientes parámetros. Ra=0.2Ω, La=10mH y Km=2.0Vs/rad. El chopper se alimenta desde una fuentes de 400V. En un punto de operación la velocidad de la máquina es 1000rpm y la potencia mecánica de salida es de 8.4kW. La corriente de ripple peak-to-peak en esta condición es de 10A. Determine: a) El ciclo de trabajo. b) La frecuencia de conmutación aproximada (despreciando el efecto de Ra) c) La potencia disipada en Ra. R=[54.4%, 1039Hz, 321.7W] 9. Un chopper reductor alimenta una máquina de corriente continua que tiene una inductancia de armadura de 5mH y una constante de Km=2.5Vs/rad. La

resistencia de armadura es despreciable. El chopper se alimenta desde una fuente de 400V y la frecuencia de switching es de 1kHz. Determine a) Determine el mínimo par de carga que la máquina puede tener, para un ciclo de trabajo de 0.5, para el cual la corriente no se haga discontinua b) Determine la velocidad de la máquina si el ciclo de trabajo es de 50% y el par es de 100Nm. c) El par se reduce a 20Nm y el ciclo de trabajo se mantiene en 50%. Verifique que la corriente de armadura es discontinua y calcule la nueva velocidad del motor. d) Para la condición en c) determine el ciclo de trabajo para llevar el motor a la velocidad calculada en b) R=[25Nm, 764rpm, 849rpm, 44.7%] 10. Una máquina DC de excitación separada se alimenta desde un chopper reductor. La tensión DC de entrada es de 220V. La resistencia de armadura es de 0.073Ω y la inductancia de armadura es de 20mH. La constante del motor es de 0.075V/rpm. El motor mueve una carga de troque constante que require una corriente media de armadura de 30A incluso a velocidad cero. Determine: a) El rango de control de velocidad b) El ciclo de trabajo del chopper c) La corriente rms y de ripple del motor a 1000rpm si la frecuencia de conmutación es de 500Hz.