Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

5.2 Operación de motor síncrono en estado estacionario 213
E A cos
< V
V
I A
E A cos
> V
I A
V
E A
a) b)
E A
FIGURA 5-10 a) Diagrama fasorial de un motor síncrono subexcitado. b) Diagrama fasorial de un motor
síncrono sobreexcitado.
EJEMPLO 5-2
El motor síncrono del ejemplo anterior de 208 V, 45 hp, un factor de potencia de 0.8 en adelanto, conectado
en D, a 60 Hz, alimenta a una carga de 15 hp con un factor de potencia inicial de 0.85 en retraso. La
corriente de campo I F en estas condiciones es de 4.0 A.
a) Dibuje el diagrama fasorial inicial del motor y encuentre los valores de I A y E A .
b) Dibuje el nuevo diagrama fasorial del motor si se incrementara el flujo del motor en 25%. ¿Cuál es el
valor de I A y E A y el factor de potencia del motor en este momento?
c) Suponga que el flujo en el motor varía linealmente con la corriente de campo I F . Haga una gráfica de
I A contra I F del motor síncrono con una carga de 15 hp.
Solución
a) Del ejemplo anterior se sabe que la potencia eléctrica de entrada, incluyendo todas las pérdidas, es de
P entr 5 13.69 kW. Ya que el factor de potencia del motor es de 0.85 en retraso, el flujo de corriente en
el inducido resultante es
I A
P entr
3V cos
13.69 kW
3(208 V)(0.85)
25.8 A
El ángulo u es cos −1 0.85 5 31.8°, por lo que la corriente del fasor I A es igual a
I A 5 25.8 ∠ −31.8° A
Para encontrar E A se utiliza la ley de voltaje de Kirchhoff [ecuación (5-2)]:
E A V jX S I A
208 ∠ 0° V (j2.5 )(25.8 ∠ 31.8° A)
208 ∠ 0° V 64.5 ∠ 58.2° V
182 ∠ 17.5° V
El diagrama fasorial resultante se muestra en la figura 5-11, junto con los resultados del inciso b).
P
I A
jX S I A P
V
= 208 / 0° V
I A
jX S I A
E A = 182 / –17.5° V
E A = 227.5 / –13.9° V
FIGURA 5-11 Diagrama fasorial del motor del ejemplo 5-2.