Evaluaciones del Curso Conversión de Energía Eléctrica III CT-3311 Enero-Marzo 2012


Primer Parcial 31 de Enero 25% Tarea 5%

Segundo Parcial 28 de Febrero 30% Tarea 5%

Tercer Parcial 30 de Marzo 30% Tarea 5%

Horario:

     
Martes  9:30-12:30
Viernes
7:30-9:30
   Aula MEM-008






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

0537936
Breluru
Pierre
9
16
14
5
5
5+1
55
3
0740648
Benites
Víctor Hugo
19
18
9
5+1
4
-
56
3
0740783
Córdova
Gabriel
11
11
18
5+1
3
5+3
57
3
0740945
Garrido
Alejandro
11
12
16
5+1
5
5+5
60
3
0741275
Niño
Dianak
14
11
16
5+1
3
5+3
58
3
0741624
Valero
Gloria
14
14
18
5+2
5
-
58
3
0810145
Brito
Miguel
15
6
16
5+2
5
4
53
3
0810629
López
Guillermo
12
2
19
5+2
4
5+5
54
3
0810686
Márquez
Mayerlin
8
11
13
5+2
5
5
49
3
0811112
Tellez
Fernando
10
15
14
3
4
3
49
3
0811355
Pinto
Fanny
18
16
22
5+2
5
5+3
76
4
Promedios


12,82
11,91
15,90
6,09
4,18
6,88
56,81
3,09

Tarea No.1 (31-1-12)

Máquinas Eléctricas III



Se tiene una máquina de indducción con 5 fases en el estator y cinco fases accesibles bobinadas en el rotor (pentafásica). Determine:
  1. El modelo de la máquina en coordenadas primitivas (a, b, c, d, e)
  2. Autovalores de las matrices que representan el modelo en coordenadas primitiva
  3. Autovectores correspondiente a los autovalore e interpretación física de los resultados
  4. Transformación pseudo hermitiana a vectores espaciales
  5. Modelo de la máquina en vectores espaciales
  6. Modelo de la máquina en vectores espaciales referidos al estator
  7. Modelo de régimen permanente de la máquina alimentada en el rotor y en el estator mediante fuentes balanceadas de tensión
  8. Característica del par eléctrico-velocidad de la máquina pentafásica en régimen permanente
Nota:
Las mejores tareas tendrán una bonificación extra importante y serán publicadas si son procesadas digitalmente.


Examen No.1 (31-1-12)

Máquinas Eléctricas III

CT-3311


Una máquina de inducción tiene los siguientes datos de placa:

V n =480 V - Pneje=100 kWcos ϕn=0,8985ηn=93,87 %nn=1158 rpmf=60 Hz

La resistencia de una bobina del estator es 173 mΩ, y en una prueba de vacío la máquina consume 39A y 3389 W. Determine:

  1. Los parámetros del circuito equivalente en por unidad de la base de potencia en el eje de la máquina
  2. El punto de operación si la máquina acciona una bomba que a 1200 rpm consume 100 HP
  3. La corriente y el par de arranque si la máquina se conecta en Y a la tensión nominal
  4. El par máximo y el deslizamiento correspondiente al par máximo a tensión nominal en
  5. Los datos de placa nominales si la frecuencia de la red se reduce a 50 Hz con las bobinas en Y


    Tarea No.2 (28-2-12)

    Máquinas Eléctricas III

    CT-3311



    1. Una máquina de inducción tiene los siguientes datos de placa:

      V n =460 V - Pneje=10 kWcos ϕn=0,85ηn=89 %nn=1750 rpmf=60 Hz

      Las pérdidas en vacío son despreciables y el factor de potencia nominal es óptimo.
      1. Dibuje el diagrama de círculo completo de este convertidor, calibre la recta de deslizamiento e indique los puntos más resaltantes.
      2. Conecte ahora la máquina en estrella y redibuje el diagrama de círculo, indicando completamente las especificaciones del nuevo punto nominal (deslizamiento, factor de potencia, rendimiento, corriente nominal, potencia en el eje, par nominal).
      3. Calcule a partir del diagrama anterior los parámetros del circuito equivalente y valide con él las especificaciones obtenidas para el punto nominal (deslizamiento, factor de potencia, rendimiento, corriente nominal, potencia en el eje, par nominal).
    2. A una máquina de inducción de rotor bobinado conexión Y de 5kW , 480V , 60Hz, p = 2, se le han realizado ensayos de vacío, rotor bloqueado y un punto de operación, obteniéndose los resultados siguientes: 
      Ensayo V I P1 + P2 s
      Vacío 1,0 0,3 0,0045 0
      Rotor Bloqueado 0,2122 1,0 0,0782 1
      Punto de Operación 1,0 1,248 1,1241 0,04
      Utilizando técnicas de optimización no lineal y alguna herramienta computacional para realizar los gráficosdetermine:
      1. Los parámetros del circuito equivalente
      2. La característica eficiencia-par de carga
      3. La característica par-velocidad destacando los valores característicos, nominal, arranque máximo)
      4. La característica corriente estaórica-deslizamiento
      5. El diagrama circular determinado a partir del circuito equivalente exacto y aproximado


    Examen No.2 (28-2-12)

    Máquinas Eléctricas III

    CT-3311

    De una máquina de inducción de 5kW en conexión estrella se han realizado ensayos de vacío, rotor bloqueado y resistencia estatórica, con los siguientes resultados:







    Ensayo V I P n f












    Vacío 240 3,9A 302W 1199rpm60Hz






    Rotor Bloqueado 75,2V 15,2A623,7W 0 60Hz






    Re en DC 864mV 1,5A 1,296W 0 0Hz







    1. Realice el diagrama de círculo completo, calibrado, destacando todos los puntos notables
    2. Determine el rendimiento y deslizamiento del punto nominal como generador y así como el par máximo en esa condición
    3. Determine el par máximo posible y la máxima corriente, si la máquina se arranca en delta en el sistema de 240V
    4. Determine los datos de placa del convertidor a 50 y 60 Hz para las conexiones delta y estrella
    5. Repita la pregunta 3 pero utilizando el método adimensional preciso, Q
    6. Calcule el circuito equivalente delta de la máquina de inducción conectada en estrella a tensión nominal

    Tarea No.3 (30-3-12)

    Máquinas Eléctricas III

    CT-3311


    Un motor de inducción monofásico de 1 kW, 120V, 60Hz, 1600 rpm, 60% de rendimiento y 70% de factor de potencia, tiene un enrollado auxiliar con la mitad de vueltas del devanado principal, pero utiliza la misma sección de cobre. La máquina en vacío consume 10 A y tiene unas pédidas 330 W que incluyen 150 W de pérdidas mecánicas en el punto nominal. Determine:
    1. Los parámetros del circuito equivalente utilizando técnicas de optimización no lineal (Z_entrada)
    2. La característica par-velocidad sin condensador de arranque, alimentando la máquina solamente por el devanado principal
    3. La característica par-velocidad sin condensador de arranque, alimentando la máquina solamente por el devanado auxiliar
    4. La característica de la máquina arrancando con un condensador de 10 µF que se desconecta al alcanzar el 80% de la velocidad nominal
    5. La característica de la corriente por ambas bobinas en las condiciones indicadas en la pregunta 4.
    6. ¿Cuál es el tamaño ideal del condensador para la condición de arranque?
    7. ¿Cuál sería el tamaño del condensador de marcha que garantizaría la mayor eficiencia en el punto nominal definido por la corriente que pueden soportar los devanados estatóricos?
    8. La característica par-velocidad y corriente-velocidad si el motor se acciona con el devanado auxiliar en cortocircuito
    Nota:

    • Se recomienda realizar este problema utilizando Matlab, Octave, Scilab o alguna erramienta similar.
    • Anexe los algoritmos realizados e incluya en el informe todos los gráficos solicitados.
    • Las mejores tareas tendrán una valoración extra de acuerdo con la calidad de la asignación realizada
    • Entregue las tareas y los anexos enviándolas al correo jose.aller@gmail.com en formato pdf antes de finalizado el 3er examen parcial indicando Tarea 3 CT3311 en el asunto del correo.
    • Para los que no tengan como producir salidas pdf pueden utilizar los servicios gratuitos disponibles en Internet o instalar algún programa gratuito tal como:


    Examen No.3 (30-3-12)

    Máquinas Eléctricas III

    CT-3311


    Los datos de placa de una máquina de inducción trifásica en conexión estrella son:







    V I Peje n fp f












    4169A4000W1750rpm80%60Hz







    PIC

    1. Determine los parámetros del circuito equivalente
    2. Calcule el par de arranque cuando se conecta una capacitancia C = 5 mF como se muestra en la figura
    3. Determine el deslizamiento nominal si se conecta una resistencia
    4. Calcule el par de arranque con la resistencia del caso anterior
    5. Repita el problema 2 cambiando la polaridad del devanado c
    6. Reemplazando la tensión por una fuente recyangular de igual valor efectivo, ¿Cuál sería el deslizamiento nominal en la condición de la pregunta 2