Evaluaciones del Curso Conversión de Energía Eléctrica II CT-2311 Septiembre-Diciembre 2009


Primer Parcial 16 de Octubre 25% Tarea 5%

Segundo Parcial 6 de Noviembre 30% Tarea 5%

Tercer Parcial 11 de Diciembre 30% Tarea 5%

Horario:

     
  Lunes, Miércoles y Viernes 7:30-9:30  
   Aula ENE-107  
       
Carnet Apellido Nombre Pacial I Parcial II Parcial III Tarea
I
Tarea
II
Tarea
III
Total Definitiva
      25% 30% 30% 5% 5% 5% 100%

Base 5

0235300PinoNeomar82
-
0-
-
10Ret
0336000
Guerra
Carlos
3
-
-
1
-
-
4
1
0336360
Rainis
Daniel
-
-
-
-
-
-
-
1
0436670
Alvarado Joan 10
11
-
0
3
-
24
2
0436678
Andrade Carlos 1
7
-
0
0
-
8
1
0437158
Landaeta Daniela 15
6
12
0
3
4
40
2
0437194
Lucci Carlos 3
17
6
1
4
2
34
2
0437408
Pérez Iam 3
13
4
1
0
0
21
2
0437421PeñalozaFreddy03
-
00
-
31
0537884
Barreto Johana -
2
-
-
-
-
2
1
0538115
Díaz Erick 20
17
10
3
3
0
53
3
0538260GozalezIvan1519
10
14
1
50
3
0538413
Lon Arturo 17
17
9
2,5
3
0
48,5
3
0538415
López Horacio -
-
-
-
-
-
-
Ret
0538505
Mayora Ellianys -
-
-
-
-
-
-
Ret
0538628
Nieves Elías 11
19
9
3
3
2
47
3
0538766QuinteroMayerling316
11
03
0
33
2
0538852
Rojas
Johan 6
6,5
10
0
3
0
25,5
2
0538853
Rojas
Raul
1
17
3
0
3
3
27
2
0538992
TorrealbaStevan13
25
13
0
3
0
54
3
0538994TorresSarezer1820
3
33
4
51
3
0639283CadaganLimal2319
11
03
3
59
3
0639524FernándezCarlos59
-
0,25-
-
14,251
0639779
Leal
Jesús
5
14
12
0
-
4
35
2
0639895
Melo
Elzen
16
16
14
0
4
4
54
3
0640101
Piñero
Hilsim
3
13
10
-
4
0
31
2
0640439
Velasquez
Gabriel
11
18
20
0
3
4
56
3

Promedios
9,13
13,33
9,81
2,74
1,94
2,63
32,26
2,13
 

Tarea No.1 (16-10-09)

Máquinas Eléctricas II

CT-2311


La máquina de la figura tiene los terminales (a) y (b) conectados a la fuente a lo largo de un recorrido de 180º y cuando gira en media vuelta, se invierte la conexión de la batería, quedando conectado el terminal (a) al punto negativo y el (b) al positivo.


Determine:
  1. Las ecuaciones completas del convertidor (0,5)
  2. La velocidad sincrónica del convertidor (0,5)
  3. El par eléctrico y la corriente si la máquina está operando a la mitad de la velocidad sincrónica (0,5)
  4. El par de arranque (0,5)
  5. La corriente en la batería cuando la velocidad es un 50% superior a la velocidad sincrónica (0,5)
  6. Si las espiras pesan 1 kg, determine mediante integración numérica o analítica de las ecuaciones del convertidor, la corriente, velocidad y par eléctrico desde el arranque hasta la velocidad sincrónica(2,5)


Examen No.1 (16-10-09)

Máquinas Eléctricas II

CT-2311

La máquina mostrada en la figura tiene tres bobinas en el estator separadas 120° en el espacio unas de otras y una en el rotor. El diámetro del rotor es 10 cm, la longitud axial es de 15 cm, el entrehierro es de 2 mm, las bobinas estatóricas tienen 100 vueltas cada una y el devanado rotórico tiene 200 vueltas. Las bobinas del estator tienen una resistencia de 1 Ω y la rotórica 2Ω. La máquina esta acoplada a una carga mecánica resistente y constante de 5 Nm. Determine:

  1. Las inductancias propias y mutuas en función de la posición angular θ.
  2. Las ecuaciones internas del convertidor. 
  3. Las ecuaciones externas del convertidor si las tres bobinas estatóricas se alimentan con un sistema trifásico balanceado de valor efectivo 100 V, mientras que el rotor se encuentra en cortocircuito. 
  4. Las ecuaciones diferenciales completas del convertidor expresadas en forma canónica. 
  5. Determine el par eléctrico cuando el rotor se encuentra en el ángulo θ = 90° siendo las corrientes ia = 5 A, ib = -5 A, ic = 0 A, ir = 5 A. 
fig


Tarea No.2 (13-11-09)

Máquinas Eléctricas II

CT-2311

Una máquina de rotor y estator cilíndrico, tiene dos bobinas ortogonales en el estator y una en el rotor, ambas uniformemente distribuidas en toda la periferia. El diámetro del rotor es de 15 cm, la longitud axial de la máquina es de 20 cm y el entrehierro es de 1.5 mm. Las bobinas del estator tienen 200 vueltas y se alimentan con tensiones sinusoidales de 110 V efectivos, 60 Hz, desfasadas una de otra 90°. El material ferromagnético del convertidor tiene una permeanza relativa de 1000. La bobina del rotor tiene 1000 vueltas y por ella circula una corriente de 0.5 A. El máximo acoplamiento entre las bobinas del rotor y del estator es de 90% y la dispersión en la bobina rotórica es el doble que en cada una de las bobinas del estator. Conocidos todos estos datos, determine: 

  1. Todos los parámetros del modelo de la máquina y las ecuaciones completas que determinan su comportamiento dinámico, considerando las componentes fundamentales de las distribuciones espaciales de las fuerzas magnetomotrices de las bobinas.
  2. Convierta las ecuaciones del estator a coordenadas dq y calcule el par eléctrico de la máquina, cuando el rotor gira a velocidad sincrónica y se encuentra adelantado 30° con respecto al eje magnético de la fase a.
  3. Calcule las corrientes del estator en régimen permanente si las bobinas del estator se encuentran en cortocircuito y el rotor de la máquina está detenido.

Examen No.2 (6-11-09)

Máquinas Eléctricas II

CT-2311

Una máquina de rotor y estator liso, tiene un devanado concentrado en el estator con 100 vueltas y uno distribuido en el rotor, también con 100 vueltas. La resistividad del cobre es de 0,017 Ω ·mm²∕m, el conductor tiene una sección de 2 mm², su longitud axial es de 15 cm, el diámetro del rotor es de 25 cm y el entrehierro de 3 mm. La permeabilidad relativa del hierro es mayor a 10.000. El coeficiente de acoplamiento entre las bobinas estatóricas y rotóricas es del 85 %. La densidad media de los materiales con que está construido el rotor es 7.200 kg∕m³. Determine:

  1. Los parámetros del convertidor (Re, Rr, Le, Lr, Ler, J).
  2. Las ecuaciones “completas” de la máquina en coordenadas primitivas.
  3. Transforme las ecuaciones del convertidor en coordenadas primitivas al sistema de referencia estatórico.
  4. Determine y represente la característica par-velocidad de la máquina transformada al sistema de coordenadas estatórico, en régimen permanente, cuando tanto la bobina estatórica como la rotórica transformada se encuentran alimentadas por una fuente de tensión continua de 120 V.
  5. Determine la velocidad sincrónica para la pregunta No. 4.

Tarea No.3 (11-12-09)

Máquinas Eléctricas II

CT-2311

Especifique los datos de placa de un motor de corriente continua para accionar un vehículo eléctrico de 800 kg que pueda subir una pendiente del 4% a una velocidad de 80 km/h (Ford Fiesta Eléctrico!). Las ruedas tienen un radio de 20 cm y el vehículo dispone de una caja que permite alcanzar la velocidad máxima (120 km/h) a la velocidad máxima del motor (1,5 de su velocidad nominal). En plano el vehículo debe poder alcanzar la velocidad máxima en 30 s y la resistencia al rodado en esta condición es un 25% del par nominal del motor. El motor se alimenta con 12 baterías de 12V cada una y el control de velocidad se realiza mediante un chopper que puede acelerar o frenar el vehículo. Durante el frenado el vehículo debe ser capaz de detenerse desde la velocidad máxima en menos de 20 segundos utilizando solamente el motor (los frenos mecánicos se utilizan en las emergencias). Tiene la libertad de escoger parámetros físicos siempre y cuando sean razonables. Puede utilizar herramientas tales como Matlab o Mathematica, Mathcad o cualquier otra que desee si lo considera necesario. Las inercias de todas las piezas del vehículo deben ser referidas adecuadamente al eje del motor para evaluar convenientemente los procesos de aceleración y frenado.


Nota: Ayuda para la parte mecánica se puede encontrar en el capítulo 1 de Dewan, Slemon y Staughen "Power Semiconductors Drives", John Willey & Sons, 1984.



Examen No.3 (11-12-09)

Máquinas Eléctricas II

CT-2311

Una máquina de corriente continua con excitación paralelo de 5 kW, 230 V , 1200 rpm, tiene una eficiencia en el punto nominal de 85 %. Las pérdidas en el hierro y mecánicas a velocidad nominal son del 5 % y son proporcionales al cuadrado de la velocidad. La corriente de campo es de 1 A. Si la máquina se acciona con la velocidad nominal, se obtiene en la armadura una tensión de remanencia de 5 V. La caractrerística de vacío es lineal si la corriente de campo es inferior a 0,75 A y en este punto se obtiene un 90 % de la tensión. La constante de tiempo del campo es de 200 ms. La constante de tiempo de armadura es despreciable en este caso.

  1. Determine los parámetros de la máquina considerando que el campo se satura.
  2. Si se acciona esta máquina con un motor a 1100 rpm, ¿Cuál es el punto de operación si se conecta una carga eléctrica de 10 Ω?
  3. La máquina se utiliza para accionar una bomba de agua que a la velocidad nominal desarrolla 4500 W, y cuyo par mecánico depende del cuadrado de la velocidad. Determine todas las variables correspondientes al punto de operación.