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• Ismael Suárez

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PROBLEMAS Los problemas 8-1 a 8-12 se refieren al motor de cd siguiente: ^ = 3 0 h p Vt = 240 V 'Km — 1 800 r/min

Rt = 0.19 a V

= 0.02 n

4 . ^ . = 110 A Nf= 2 700 vueltas por polo^\ Ng^ = 14 vueltas por polo = 75 n = 100 a 400 fi

Las pérdidas giratorias son de 3 550 W a plena cai^a.

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En la figura P8-1 se puede observar la curva de magnetización del motor. En los problemas 8-1 al 8-7 suponga que el motor descrito se puede conectar en derivación. En la figura P8-2 se muesü-a el circuito equivalente del motor en derivación. 8-1. Si se ajusta el resistor a 175 í l , ¿cuál es la velocidad de rotación del motor en condiciones de vacío? Curva de magnetización 300 280 260 locií ad = 1 80) r/m n 240 220

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3 Ra 0.19 n

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Vj.= 240V

/ FIGURA P8-2 Circuito equivalente del motor en derivación de los problemas 8-1 a 8-7.

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8-2. Suponiendo que no hay reacción del inducido, ¿cuál es la velocidad de roación del motor a plena carga? ¿Cuál es la regulación de velocidad del motor?

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8-3. Si el motor opera a plena carga y se incrementa su resistencia 5 variable R^^^^ a 250 í l , ¿cuál es su nueva velocidad? Compare la velocidad a plena carga del motor con R^^^ = 175 í l con la velocidad a plena carga con R^^^ = 250 í l . (Haga caso omiso de la reacción del inducido, al igual que en el problema anterior.)

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8-4. Suponga que el motor opera a plena carga y que el resistor variable R^^^^ es una vez más de 1/5 í l . Si la reacción del inducido es de 2 000 A • vueltas a plena carga, ¿cuál es la velo" " ^ cidad del motor? ¿Cómo es en comparación con el resultado del problema 8-2?

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8-5. Si se puede ajustar R^^^ entre 100 y 400 O, ¿cuáles son las velocidades máxima y mínima posibles de la carga con este motor?

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8-6. ¿Cuál es la corriente de arranque de la máquina si se pone en marcha conectándola directamente a la fuente de potencia x: v^? ¿Cómo es la corriente de arranque en comparación con la corriente a plena carga del motor?

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Ai 8-7. Haga una gráfica de la característica par-velocidad del motor suponiendo que no hay reacción del inducido y una reacción del inducido a plena carga de 1 200 A • vueltas. (Suponga S^* que la reacción del inducido se incrementa linealmente con un incremento en la corriente del inducido.)

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Para los problemas 8-8 y 8-9, el motor de cd en derivación se conecta en exciución separada, como se muestra en la figura P8-3. Tiene un voltaje de campo fijo Vp de 240 V y un voltaje del inducido que puede variar de 120 a 240 V. 8-8. ¿Cuál es la velocidad en vacío de este motor de excitación separada cuando R^^ = 175 H y a) = 1 ^ 0 , b) =^^0 V y c ) V 4 = 240V?

+ 00.19 n

V,= 240V

HGURA P8.3

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V4 = 120a 240V

Circuito equivalente del motor de excitación separada de los problem

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as 8-8 y 8-9.

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8-9.

En el caso del motor de excitación separada del problema 8-8: fl) ¿Cuál es la velocidad máxima posible en vacío si varía tanto V ^ c o m o f i ^ ? fl) ¿Cuál es la velocidad mínima posible en vacío si se modifica tanto como /f,j^? c) ¿Cuál es la eficiencia del motor en condiciones nominales? [Nota: Suponga que 1) la caída de voltaje en cscobi. lia es de 2 V; 2) la pérdida de núcleo se debe determinar con un voltaje de inducido igual al voltaje de inducido bajo plena carga, y 3) las pérdidas por carga dispersa son /de 1% a plena carga.]

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En los problemas 8-10 a 8-11, la conexión del motor es acumulativamente compuesta, como se muestra en la figura P8-4. 8-10.

Si el motor se conecta en compuesto acumulativo con /f^^, = 175Í1, ¿cuál es la velocidad en vacío? ^ ¿Cuál es la velocidad a plena carga? c)/ ¿Cuál es la regulación de velocidad? d) Calcule y haga la gráfica de la característica par-velocidad de este motor. (Desprecie los efectos de reacción del inducido en este problema.)

• = Compuesto acumulativo • = Compuesto diferencial

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FIGURA P8-4

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8-11. El motor se conecta en compuesto acumulativo y opera a plena carga, ¿Cuál será la nueva velocidad del motor si se incrementa R.^^^^ a 2 5 0 í l ? _ ¿ C 6 m o es la nueva velocidad en cwmparacióin'coiTTSvelocídad a plena carga que se calculó en el p r o b l e m a ^ l g í -

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En los problemas 8-12, el motor está conectado en compuesto diferencial como se muestra en la figura P8-4. 8-12.

Ahora el motor se conecta en compuesto diferencial. a) Si R^^ = 175 í l , ¿cuál es la velocidad en vacío del motor? b) ¿Cuáles son las velocidades del motor cuando la corriente del inducido llega a 20 A, a 40 A y a 60 A? c) Calcule y haga la gráfica de la curva característica parvelocidad del motor.

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8-13. Un motor de cd en serie de 15hpy 120 V tiene una resistencia del inducido de_OJLÍl.y una resistencia de campo en serie de ^^.08 í l . A plena carga, la corriente de entrada es de 115 A y la velocidad nontínal es de 1 050 r/min. En la figura P8-5 se muestra su curva de magnetización. Las pérdidas en el núcleo son de 420 W y las pérdidas mecánicas de 460 W a plena ; carga. Suponga que las perdidas mecánicas varían con el cubo de la velocidad del motor y que las pérdidas en el núcleo son constantes. a) ¿Cuál es la eficiencia del motor a plena carga? b) ¿Cuál es su velocidad y eficiencia si opera con una corriente del inducidode7íIA2 c) Haga la gráfica característica par-velocidad del motor.

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