APLICACIONES DE MÁQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

1.- Un motor shunt de c.c. alimentado a 220V con Ra = 0,1Ω ; Rf = 40Ω gira a plena carga a 990 r.p.m. absorbiendo

100A . Siendo las pérdidas mecánicas despreciables y considerando el flujo Ф proporcional a la corriente. A plena

carga, calcular:

a) La fuerza contraelectromotriz Ev

b) Las potencias de entrada, útil y de pérdidas en el cobre

c) El par y el rendimiento

b) si el par exterior se reduce a la mitad del de plena carga, los nuevos valores de velocidad y potencia útil.

Solución

a) Ev = 210,4 V

b) Potencia de entrada = 22000W ; pérdidas = 2103W ; Potencia útil = 19897 W

c) C = 191,92 Nw-m

η = 90%

b) N’ = 1012,92 r.p.m. ; Pútil = 10171,74 W

2.- Un generador shunt de c.c., cuya f.e.m. en vacío en función de la corriente de excitación, para una velocidad de 900

r.p.m., está dada por la expresión

Ev = 550If / (8 + If)

entrega a plena carga 50A a 900 r.p.m., siendo Ra = 0,2Ω y Rf = 40Ω.

Calcular:

a) en régimen de vacío a 900 r.p.m. la f.e.m. inducida en vacío, la tensión en las bornas de salida, potencias de

pérdidas y rendimiento

b) repetir el apartado a) en el caso de plena carga a 900 r.p.m.

c) la resistencia que se debe añadir en paralelo con el inductor para que la tensión a la salida sea de 210 V

cuando entrega 25A a 900 r.p.m.

d) Solución

a) Ev = 228,33V ; V = 227,19V; pérdidas = 1296,94W; η = 0

b) E’v = 212,31V; V’= 201,3 V ; pérdidas = 1617,69W; η = 0,86

c) Rx = 763 Ω

3.- Se dispone de un motor shunt de c.c. con las siguientes características V = 48V;

Ra = 0,4Ω; Rf = 20Ω, velocidad máxima teórica de 4500 r.p.m, pérdidas mecánicas despreciables y flujo proporcional a

la corriente. Si el par de plena carga es de 4,074 Nw-m, calcular en estas condiciones:

a) la fuerza contraelectromotriz, la velocidad de giro en r.p.m. y la corriente total absorbida

b) las potencias de entrada, útil, de pérdidas en el cobre y el rendimiento.

c) la corriente de arranque y el par de arranque

Solución

a) Ev= 31,83V; I = 42,81 A ; N = 3015,41 r.p.m.

b) Pentrada= 2054,88W; Pútil = 1286,25 W; pérdidas = 768,38W

c) Carr = 4,74 Nw-m; Iarr = 47,02 A

4.- Una dinamo shunt cuya curva de vacío para 1000 r.p.m. viene dada por

Ev 0 60 110 150 185 210 230 240 V

If 0 2 4 6 8 10 12 14 A

y cuyas resistencias de las bobinas inductoras e inducidas son: Ra= 0,22Ω ; Rf = 19,8Ω , entrega 110A a 1000r.p.m. y

plena carga. Suponiendo que las pérdidas mecánicas son 4000W, calcular:

a) Tensión en bornas, en vacío, a 1000 r.p.m.

b) Tensión en bornas, a plena carga, a 1000 r.p.m.

c) Pérdidas, potencia útil y rendimiento a plena carga.

Solución

a) V = 219,56V

b) V = 217,36V

c) Pérdidas mecánicas + pérdidas eléctricas = 6654 W

Potencia útil = 23910 W

Rendimiento = 78,2%

5.- Una máquina de c.c. de excitación shunt, de características Ra = 0,1Ω, Rf = 78Ω, trabaja como motor dando 20 CV a

240V y a 1200 r.p.m.

Si se hace trabajar a la máquina como generador ¿a qué velocidad girará el rotor para obtener a la salida 240V y una

potencia eléctrica útil de salida de 12000 W?

Solución

N = 1407 r.p.m.

6.- Un motor shunt de 250V tiene una resistencia de inducido de 0,5 Ω y una resistencia de campo de 250Ω. A la

velocidad de 600 r.p.m. el inducido absorbe 20A.

Se desea elevar la velocidad colocando en serie con la bobina de campo una resistencia Rx, conservando el mismo par.

Se pide el valor de dicha resistencia Rx para una velocidad de 800 r.p.m.

Solución

Rx = 69,39Ω