Evaluaciones del Curso Conversión de Energía Eléctrica II CT-2311 Septiembre-Diciembre 2011


Primer Parcial 18 de Mayo 25% Tarea 5%

Segundo Parcial 8 de Junio 30% Tarea 5%

Tercer Parcial 13 de Julio 30% Tarea 5%

Horario:

     
  Lunes, Miércoles y Viernes 7:30-9:30
   Aula Lunes
ENE-107
    Miércoles ENE-105


Viernes
ENE-102

Carnet Apellido Nombre Pacial I Parcial II Parcial III Tarea
I
Tarea
II
Tarea
III
Total Definitiva
      25% 30% 30% 5% 10% 5% 100%

Base 5

0537815
Alvarado
Angel
7
11
11
4
5
4
42
2
0639910
Mendoza
Juan Manuel
4
17+5
10
5
5
5
51
3
0740891
Fernandez
Solange
2
5
.
2
3
-
12
1
0741123
López
Ricardo
8
12
9
5
5
4
43
2
0741458
Rodríguez
Patricia
-
-
-
4
-
-
4
1
0741600
Torres
Walter
6
-
-
5
-
-
11
1
0810069
Armas
Ruben
14
27
14
5
5
4
69
4
0810175
Cañamero
Alfonso
9
13
16
4
2
4
48
3
0810349
Feijoo
Jorge
9
20
12
4
3
4
52
3
0810392
Galarza
Wendy
9
19
10
5
5
4
52
3
0810504
Guillén
Natalie
7
21,5
12
5
5
4
54,5
3
0810960
Rodríguez
Raul
17
19
10
5
3
3
57
3
0811139
Urbina
Maryhec
5
25
13
5
4
4
56
3
0910116
Bujosa
Anthony
9
17
15
5
5
4
55
3
0910466
Macias
Jose
10
29
10
7
5
4
65
3
0910752
Rojas
Feiber
15
17+5
9
3
5
4
58
3
Promedios


8.73
16
10,07
4,56
3,19
2,93
45,03
2,4375




ar  

Tarea No.1 (18-5-11)

Máquinas Eléctricas II



Para el diagrama mostrado en la figura, determine las ecuaciones completas del convertidor electromecánico   utilizando ecuaciones físicas directas y con principios básicos de conversión de energía.

Determine también:
  1. La velocidad sincrónica del sistema
  2. El par y la velocidad necesarios para entregar 5 W a la fuente, si las pérdidas mecánicas del dispositivo de accionamiento son de 1 W a cualquier velocidad.

Figura tarea 1a


Nota: Las mejores tareas serán publicadas en esta página y podrían ser evaluadas con puntos adicionales.



Mejor tarea: José Manuel Macías Dávila



Examen No.1 (18-5-11)

Máquinas Eléctricas II

CT-2311


La máquina mostrada en la figura está alimentada en el estator por dos tensiones sinusoidales desfasadas π2 cuya tensión efectiva es de 50 V y la frecuencia es de 60 Hz. Las bobinas estatóricas tienen una resitencia de 1 Ω y la rotórica de 2 Ω. La corriente de campo es constante y su valor es de 5 A. La longitud axial de la máquina es de 20 cm. La dispersión de las bobinas estatóricas es del 10 % y la del rotor 15 %. Determine:

PIC

  1. Las ecuaciones internas del convertidor obtenidas a partir de métodos energéticos
  2. La condición necesaria pero no suficiente para que el par promedio sea diferente de cero
  3. Las ecuaciones diferenciales completas del convertidor expresadas de forma canónica
  4. Las corrientes del estator si la máquina está detenida y el eje magnético de la fase a coincide con el del campo
  5. El par eléctrico instantáneo cuando la máquina está detenida en la posición anterior


    Tarea No.2 (8-6-11)

    Máquinas Eléctricas II


    CT-2311


    Se tiene una máquina de inducción bifásica (las bobinas del rotor están cortocircuitadas) cuyas bobinas estatóricas se excitan mediante tensiones sinusoidales desfasadas 90° y cuya tensión efectiva es de 120 V y su frecuencia es de 60 Hz. La máquina acciona a una bomba de 1 kW a 3600 rpm (el par de la bomba depende del cuadrado de la velocidad). Los parámetros de la máquina son los siguientes:


    Re
    Rr
    Le
    Lr
    Ler
    J
    0,35 ohm
    0,35 ohm
    100 mH
    100 mH
    95 mH
    14x10-3 Kg.m2


    Determine:

    1. Las ecuaciones completas del convertidor en coordenadas primitivas (valores numéricos)
    2. Las ecuaciones completas de la máquina cuando se transforma el rotor a un sistema de referencia sincronizado con los ejes del estator
    3. Las ecuaciones completas de la máquina cuando se transforma el estator a un sistema de referencia sincronizado con los ejes del rotor
    4. Las corrientes de arranque de la máquina en vacío en función del tiempo (par mecánico nulo)
    5. Las corrientes de arranque de la máquina en carga con la bomba acoplada
    6. La velocidad de la máquina en función del tiempo en vacío
    7. La velocidad de la máquina en función del tiempo con la bomba
    Nota: Se recomienda utilizar Matlab, Octave, Scilab, Mathcad o alguna herramienta de este estilo para resolver esta tarea. Las mejores tareas serán publicadas y tendrán derecho a puntos adicionales.

    Tarea: Anthony Bujosa Tarea    Solución en el Entorno MathCad

    Examen No.2 (8-6-11)

    Máquinas Eléctricas II

    CT-2311

    Una máquina trifásica en el estator, tiene una bobina en su rotor liso alimentada con una fuente de corriente continua de valor Ir. El estator se alimenta con un sistema balanceado de tensiones de secuencia positiva cuya frecuencia es ωe y valor efectivo V e. Se conocen todas las resitencias, inductancias propias y mutuas de las bobinas del convertidor, así como la inercia J del eje mecánico. La máquina se acciona a una velocidad mecánica constante de valor ωe y en el instante inicial el eje magnético del rotor tiene un ángulo de 30° con respecto a la posición del eje magnético de la fase a del estator. Determine:

    1. Las ecuaciones diferenciales completas del convertidor en coordenadas primitivas
    2. Las ecuaciones completas del convertidor si se transforman los devanados estatóricos a un sistema de referencia que gira solidario con la bobina rotórica
    3. Las ecuaciones diferenciales completas del convertidor si se transforma el rotor a un sistema de coordenadas solidario con la bobina de la fase a del estator
    4. Las corrientes en el estator y la tensión en el rotor, utilizando el modelo que considere más conveniente de los tres desarrollados en las preguntas anteriores
    5. El par eléctrico instantáneo
    6. Las potencias activas y reactiva entregada por la fuente conectada al estator de la máquina


    Tarea No.3 (13-7-11)

    Máquinas Eléctricas II

    CT-2311


    Especifique los datos de placa de un motor de corriente continua (incluyendo el tipo de conexión más recomendable) para accionar uno de los 6 ascensores de un edificio de oficinas de 40 pisos, en cuyas instalaciones trabajan 6000 personas que tienen que entrar a trabajar a las 8:00 am. Debe considerar el efecto del rectificador que acciona el motor sobre la operación del sistema y la dinámica del ascensor durante el proceso de aceleración y frenado. Tiene la libertad de escoger parámetros físicos siempre y cuando sean razonables. Una vez obtenido el motor y su modelo, determine:

    1. La velocidad con respecto al tiempo desde el primer piso hasta la salida de todos los pasajeros en el último piso.
    2. Repita el punto 1 considerando que la mitad de los pasajeros se quedan en el piso 20 y el resto sube hasta el 40.
    3. Las pérdidas totales del accionamiento durante el primer trayecto considerado.
    4. El rendimiento del ascensor a plena carga y a media carga.


    Notas:

    1. Ayuda para la parte mecánica se puede encontrar en el capítulo 1 de Dewan, Slemon y Staughen "Power Semiconductors Drives", John Willey & Sons, 1984.
    2. Catalogo de Ascensores de Alta Velocidad Kone (Catálogo)
    3. Datos de motores Siemens de Corriente Continua (Catálogo)


    Examen No.3 (13-7-11)

    Máquinas Eléctricas II

    CT-2311


    Se tienen dos motores idénticos de corriente continua, uno con excitación derivación y el otro con devanado de campo en serie. Las máquinas son de 4 kW, 230 V, 1800 rpm, eficiencia 80%, pérdidas mecánicas 300 W y las del hierro 100 W. La corriente de campo de la máquina derivación es de 1 A y su remanencia 5 V. La máquina derivación se conecta como generador autoexcitado y se acciona a una velocidad constante de 2000 rpm. La armadura de esta máquina alimenta al motor serie que acciona una bomba de agua de 4 kW a 1800 rpm. Esta bomba surte un tanque que se encuentra a 15 m de altura PB =γQh. Determine:

    1. El modelo de la máquina derivación
    2. El modelo de la máquina serie
    3. Las ecuaciones completas del conjunto generador-motor-bomba en régimen permanente
    4. El caudal del agua que llegará al tanque
    5. El caudal del tanque si la corriente de campo de la bobina serie se debilita un 20 % colocándole una resistencia en paralelo
    6. El caudal del tanque si la corriente de campo del generador se debilita colocando en serie una resistencia de 20 Ω