Examen Febrero 2017 - Electrotécnica 2 30 de Enero de 2017 IIE - Facultad de Ingeniería - Universidad de la República Poner nombre y cédula en todas la hojas. Utilizar hojas separadas para cada ejercicio y el teórico. La duración del examen es de 2 horas y 30 minutos. La prueba es de carácter individual. Sin material. Está prohibida la utilización de celulares. Problema 1 Se dispone de un motor de inducción trifásico cuyos datos y ensayos se dan más abajo. Se pide: a) Determinar el modelo monofásico estrella equivalente del motor. b) El motor se arranca en estrella alimentado por un auto transformador cuya tensión secundaria es un 80 % de la tensión primaria. Determinar que porcentaje de la corriente de arranque directo representa la corriente tomada de la red en estas condiciones. Determinar la relación entre par nominal y par de arranque (en estas condiciones). c) La máquina conectada en triángulo directo a la red mueve una carga que le ejerce un par resistente proporcional a la velocidad C=k.n siendo k=0.14 (C en N.m y n en rpm). Determinar a que velocidad y corriente funciona. d) En las condiciones de la parte anterior, determinar factor de potencia y su rendimiento. Datos: MI: 30kW; 220 V; 50Hz; estator en triángulo (6 bornes accesibles); 2 pares de polos Ensayo de vacío: tensión y frecuencia nominal, 10A, 800W Ensayo de rotor bloqueado: 22V, 50Hz, 76A, 1800W Resistencia del bobinado del estator (en triángulo): 0,2571Ω ; n=1479 rpm Red: 220V, 50Hz Notas: Se admite utilizar MPD en las partes (c) y (d). Se admite despreciar la corriente de vacío para el cálculo de la corriente de arranque. Impedancia del autotransformador despreciable. Problema 2 Una carga trifásica es alimentada desde la red pública a través de un transformador T1 como se muestra en la figura 1. En paralelo a la red, se encuentra un generador sincrónico (MS). El motor de arrastre (MA) que mueve al generador, mantiene la velocidad constante en cualquier condición de carga. El generador es excitado a través de una máquina de continua con existación independiente (MCC), y está acoplado al mismo eje que mueve a la MS. La exitación de la MCC contiene una resistencia R ad para ajustar su funcionamiento. Figura 1: Diagrama unifilar del problema 2. a) Determinar el circuito monofásico estrella equivalente de toda la instalación con los valores expresados en Ohmios. Determinar la velocidad de giro del motor de arrastre. 1
b) Hallar la corriente de excitación de la MS para que entregue en sus bornes su potencia nominal repartida en 300 kw con 264,4 kvar. c) Hallar el valor de R ad con la MS funcionando en las condiciones de la parte b). d) Dimensionar un tranformador T2 a colocar en paralelo con T1 tal que la se triplique la capacidad de transformacion actual. Indicar todos sus datos de chapa. Dibujar el diagrama de conexión trifásico de su bobinado. Datos: Teórico Red pública: 6kV, 50 Hz. Se supondrá de potencia infinita. T1: 6/0,4KV; 700 kva; Dy9; u z = 5 %. Carga Z: Consume 600 kw; 264,4 kvar bajo 400 V. MS: 400 kva; 6kV; 2 polos; 50 Hz; 10 %; E/i = 3000 V/A; R excms = 15Ω. MCC: R armadura = 1Ω; Edc/i = 15 Vdc/Adc @ 2000 rpm; R excmcc = 10Ω; Fuente de alimentación del inductor 110V. MA: Turbina a gas con potencia nominal de 350 kw. a) Se requiere diseñar un transformador de tres bobinados que permita obtener los siguientes cuatro voltajes de salida: 3, 6, 9 y 12V. Se dispone de una fuente de alimentación de 100V y se sabe que el bobinado N1 tiene 500 vueltas. Se pide determinar el número de vueltas de los dos restantes bobinados (N2 y N3). Indicar la conexión de los bobinados. b) Un motor de inducción trifásico tiene una corriente de arranque de 68 A con factor de potencia 0,5 inductivo a su voltaje nominal de 230V. Se requiere arrancar mediante el método de Reóstato Estatórico (Rest). Se pide determinar el valor de Rest para que la corriente de arranque se reduzca a la mitad respecto a la corriente del arranque directo. Para dicha condición calcular en cuanto se reduce el par de arranque. c) Presentar el circuito completo de un contactor para comando de un motor de inducción trifásico. Se incluirán 2 pulsadores de arranque y 2 de parada. 2