CONVERSIÓN DE LA ENERGÍA ELECTROMAGNÉTICA

José Ríos Sánchez

CONVERSIÓN DE LA ENERGÍA ELECTROMAGNÉTICA

Ejercicio 2

Problema 1 (Ponderación 50 % del total)

a.–        Explique y obtenga una expresión para el “campo magnético giratorio” de una maquina  asíncrona o de inducción, en función de la frecuencia, numero de polos y alguna constante.

        La velocidad depende de la cantidad de polos que tenga un motor, en donde por cada fase que se tenga se hace un par de polos. Es por esto que normarmalmente los maquinas asíncronas están hechas con 6 polos, dado que la transmisión es trifásica; pero esto no implica que no se puedan colocar mas polos para aumentar la velocidad, solo que el costo aumenta.

        Entre el estator y el rotor existe un espacio de aire que los separa llamado entrehierro, en el cual surge el campo magnético giratorio, el cual constituye el medio de acoplamiento entre los sistemas eléctricos y mecánicos;

siendo: [pic 2]

- velocidad angular mecánica: [pic 3]

 Siendo  la velocidad de rotación del campo magnético (velocidad síncrona)[pic 4]

        Entonces existe la comparación entre :[pic 5]

[pic 6]

P = polos por fase

Entonces:

[pic 7]

en donde se van ambos 2π y se despeja la velocidad de campo magnético quedando:

[pic 8]

        De este modo la velocidad de rotación de campo se encuentra en función de la frecuencia que se aplique.

b.–         Para una maquina de corriente continua tipo shunt o paralelo, deduzca una curva para Velocidad en función de la corriente de armadura o inducido; con corriente de excitación constante y voltaje constante.

Se conoce que el torque es

T = kϕIa

T = k' Iex Ia

Ia = T / (k' Ia)

Luego V = Ea + Ra Ia

V = k Ia n  + Ra Ia

Despejando:

[pic 9]

y se conoce que V con Iex son constante, por lo que:

[pic 10]

c.–        Explique las curvas en “V” de un motor síncrono.

                Las curvas V son el principal atractivo de las maquinas síncronas, la cual le da su ventaja frente a las otras maquinas y en donde en grandes ocasiones su costo elevado entrega grandes recompensas para quien tiene una de ellas: Con estas maquinas se puede regular el factor de potencia, para así evitar multas en diferentes empresas, sobre todos en mineras.

         Las curvas V son una representación grafica que muestra como es la corriente de armadura a una determinada corriente de excitación, sin variar el parámetro de carga en el eje. Estas son ampliamente utilizadas para estudiar la estabilidad dinámica de los motores síncronos, evaluar las condiciones de adelanto y atraso o sub excitación y sobrexcitación de la inyección de reactivos y corrección del factor de potencia con respecto a un sistema eléctrico.

Pregunta 2 (Ponderación 50 % del total)

a. -        Se quiere conectar en paralelo un transformador monofásico de 155 KVA 23/12 KV, con un autotransformador de 300 KVA 12+ 10% e TAP de 2 %/ 23 KV, ¿Es posible hacer esta conexión?, justifique brevemente esta respuesta.

        No es posible hacer esta conexión, debido a que una de las condiciones para que exista paralelismo es que los bornes de los transformadores estén conectados entre sí:

H1_H1

H2_H2

X1_X1

X2_X2

Y al estar conectado con un autotransformador, H2 estaría conectado con X2

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