problemas de maquinas electricas para el parcial 2013-i

7/27/2019 Problemas de Maquinas Electricas Para El Parcial 2013-i

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PROBLEMAS DE MAQUINAS ELECTRICAS UNI

PROBLEMA Nº1

Se tiene un reactor de núcleo ferromagnético laminado de área uniforme y efectiva de fierro de

60.06cm2 sobre la cual se tiene devanada una bobina de 300 espiras. Este reactor es ensayado conlos diferentes voltajes que aparecen en la tabla adjunta donde se indican también las pérdidas

magnéticas que producen:

Voltaje Pérdidas

Aplicado Magnéticas PH PF

(V) (watts/Kg) (watts/Kg) (watts/Kg)------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

V1(t) = 311.1268 Sen 157.08t 0.4 ……. …….

V2(t) = 424.2636 Sen 157.08t 0.8 ……. ……V3(t) = 746.704 Sen 377.08t 1.2 ……. …….

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Despreciando la Resistencia de la bobina y el flujo de dispersión, llenar los espacios en blanco dela tabla.

PROBLEMA Nº2

De un transformador 1ø de 120KVA, 2400/240V, 60HZ, se conocen los siguientes parámetros:R 1 = 0.75Ω, Xd1 = 0.8Ω, R 2 = 0.01Ω, Xd2 = 0.02Ω. El transformador está diseñado para operar

con su eficiencia máxima, que se da cuando se opera con el 70% de su plena carga , alimentando

a una carga de factor de potencia de 0.8 en atraso:a) Determinar el valor de las pérdidas en el fierro para las condiciones nominales.

b) Determinar los KW de entrada, cuando el transformador opera desarrollando su máxima

eficiencia, alimentando a la carga mencionada.c) Determinar la regulación a plena carga, cuando el transformador alimenta a la carga

mencionada, estando alimentando el trafo con su voltaje nominal de 2400V.

PROBLEMA Nº3

El trafo 1Ø mostrado en la figura, tiene una capacidad de 15KVA, 600/120V, 60HZ. Dicho

trafo, es conectado como autotrafo de tres diferentes maneras para obtener tres relaciones devoltaje diferente:

a) 600/480V b) 600/720V c) 120/480V

Mostrar para cada caso la conexión correspondiente y los KVA máximos que puede entregar en

condiciones normales de operación.



PROBLEMA Nº4

El circuito magnético de la figura adjunta es de material tipo H23 formado con láminas de 0.5mm

de espesor, teniendo el núcleo un factor de apilamiento de 0.92. El elemento móvil tiene una

permeabilidad magnética relativa igual a 8. La bobina 1 de espiras N1=350, tiene unainductancia de 659.75mH y la corriente que fluye por las bobinas es I=0.8Amp. DC. Otros datos

son: x=35mm

z≈

1a = 2mmDeterminar la inductancia de la bobina N2

PROBLEMA Nº5

La figura adjunta muestra un sistema eléctrico de potencia, donde los transformadores T2; T3; yT5 son ideales.El transformador T4 fue probado y arrojó los siguientes resultados:

PRUEBA DE CORTO: 500V I N 2350Watts. En la prueba de VACIO a tensión nominal semidió una potencia de entrada de 895W.

El transformador T1 fue probado y arrojó los siguientes resultados:

PRUEBA DE CORTO: 960V I N 32KW. En la prueba de VACIO a tensión nominal se midióuna potencia de entrada de 11.2KW.

Si el voltaje en la barra E es 9850V, se pide:

a) Determinar el voltaje en la barraG. b) Determinar la eficiencia del transformador T4 considerando que para sus condiciones de

operación, las pérdidas en el fierro prácticamente son las mismas que las obtenidas en el

laboratorio.

c) Determinar la regulación del transformador T1

d) Determinar el índice de carga del transformador T1



PROBLEMA Nº6

El circuito magnético de la figura, consta de un núcleo formado con 80 láminas de (H-23) de0.5mm de espesor de lámina y con un factor de apilamiento 0.9. Si los devanados laterales tienen

Na espiras y el devanado central tiene Nb espiras, entonces despreciando el flujo de dispersión, se

pide:a) Determinar la relación Na/Nb que hace que el circuito magnético tenga inductancia nula,

para longitud de entrehierro igual a cero.

b) Si solamente se considera la bobina de la rama central y por ella se hace fluir unacorriente DC, entonces la densidad de flujo magnético en el entrehierro de la columna

izquierda es 1,1182Tesla. Determinar la fuerza magnetomotriz de la bobina.

PROBLEMA Nº7

En generador síncrono 3Ø de una central hidroeléctrica, con 12000V alimenta a una bancada 3Ø

en conexión Dy, la cual a su vez es con 2300V, alimentada a una carga 3Ø balanceada de

2000KVA con factor de potencia 0.9 y a dos hornos eléctricos de 250KW cada uno, se pide:

a) Determinar la potencia activa (KW) y reactiva (KWAR) que entrega el generador síncrono.

b) Determinar los KVA, así como los voltajes y corrientes de A.T y B.T de cada trafo 1Ø dela banca

PROBLEMA N° 8

Se tiene un reactor de núcleo ferromagnético construido de material Z9 con láminas de 0.3mm de

espesor, tal como se muestra en la figura adjunta. El devanado se alimenta con la tensión

necesaria para producir en el núcleo una densidad de flujo B=1.5Sen (377t) tesla. El factor de



apilamiento del núcleo es 0.94 y su densidad es 7.65 gr/cm3. Despreciando la resistencia y el

flujo de dispersión de la bobina:

a) Determinar las pérdidas en el fierro del reactor. ( 1.5 Pts. )

b) Determinar la corriente de excitación y los parámetros “g” y “b” del reactor. ( 1.5.Pts )c) Determinar la inductancia del reactor, considerando que su núcleo es ideal. ( 1. Pts )

PROBLEMA Nº9

Una carga trifásica de 495KVA está siendo alimentada por una bancada trifásica en

conexión Dd la cual está operando sobrecarga en 10%, la misma que está formada por

tres transformadores monofásicos idénticos. Si por efecto de falla, sale fuera de servicio

uno de los transformadores monofásicos de la bancada ¿En qué porcentaje se debe

disminuir la potencia trifásica de la carga, para que los dos transformadores

monofásicos de la bancada que quedan operativos, trabajen a condiciones nominales?

PROBLEMA 10.- Dar respuesta a las siguientes preguntas: Cada pregunta vale 1 puntoa) Si se aumenta el entrehierro de un reactor de núcleo ferromagnético ¿Es verdad que

disminuye el valor de su reactancia para la misma fuerza magnetomotriz? Demostrar surespuesta.

b) ¿Porqué resulta teórica la expresión matemática de las pérdidas por FOUCAULT?Explique su respuesta.

c) ¿Es verdad que si aumentamos el entrehierro de un reactor de núcleo ferromagnéticoentonces disminuyen las armónicas de la corriente de excitación? Explique su respuesta

d) ¿Es verdad que a mayor calidad del núcleo ferromagnético de un reactor diseñado paraun voltaje y frecuencia determinados, los parámetros “g” y “b” de su modelo circuital,disminuyen? Fundamente su respuesta.

e) Se tiene dos bobinas idénticas: una con núcleo de aire y la otra con núcleoferromagnético de buena calidad. Si ambas bobinas son alimentadas con un mismovoltaje y frecuencia, se pide dibujar lo más exactamente posible el triangulo de potenciasque absorben cada reactor y explicar la razón de cada triangulo. Además dibujar lo másexactamente posible el modelo circuital de cada reactor.

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