Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

388 CAPÍTULO 8 Motores y generadores de corriente directa
cido son despreciables. Por lo tanto, si se restan las pérdidas en el cobre de campo de la potencia de
entrada del motor, la potencia de entrada restante debe consistir en las pérdidas mecánicas y en el
núcleo de la máquina a esa velocidad. Estas pérdidas se llaman pérdidas rotacionales en vacío del
motor. Siempre y cuando la velocidad del motor permanezca casi igual que en el momento en que se
midieron las pérdidas, las pérdidas rotacionales en vacío son una buena estimación de las pérdidas
mecánicas y en el núcleo con carga en la máquina.
A continuación se da un ejemplo sobre la determinación de la eficiencia de un motor.
EJEMPLO 8-8
Un motor de cd en derivación de 50 hp, 250 V y 1 200 r/min, tiene una corriente del inducido nominal
de 170 A y una corriente de campo nominal de 5 A. Cuando se bloquea el rotor, un voltaje del inducido
de 10.2 V (sólo de las escobillas) produce un flujo de corriente de 170 A y un voltaje de campo de 250
V genera un flujo de corriente de campo de 5 A. Se supone que la caída de voltaje en las escobillas es de
2 V. En vacío y con un voltaje en las terminales igual a 240 V, la corriente del inducido es igual a 13.2 A,
la corriente de campo es de 4.8 A y la velocidad del motor es de 1 150 r/min.
a) ¿Cuánta potencia sale del motor en condiciones nominales?
b) ¿Cuál es la eficiencia del motor?
Solución
La resistencia del inducido de esta máquina es aproximadamente de
10.2 V
R A
0.06
170 A
y la resistencia de campo es de
250 V
R F
50
5 A
Por lo tanto, a plena carga las pérdidas I 2 R en el inducido son
y las pérdidas I 2 R en el circuito de campo son
P A 5 (170 A) 2 (0.06 V) 5 1 734 W
P F 5 (5 A) 2 (50 V) 5 1 250 W
Las pérdidas en las escobillas a plena carga están dadas por
P escob 5 V CE I A 5 (2 V)(170 A) 5 340 W
Las pérdidas rotacionales a plena carga son esencialmente equivalentes a las pérdidas rotacionales en
vacío, puesto que las velocidades en vacío y a plena carga del motor no son muy diferentes y se pueden
hallar determinando la potencia de entrada al circuito del inducido en vacío y suponiendo que las pérdidas
por caída en las escobillas y en el cobre del inducido son despreciables, lo que quiere decir que la potencia
de entrada al inducido en vacío es igual a las pérdidas rotacionales:
P tot 5 P núcl 1 P mec 5 (240 V)(13.2 A) 5 3 168 W
a) La potencia de entrada de este motor con carga nominal está dada por
La potencia de salida está dada por
P entr 5 V T I L 5 (250 V)(175 A) 5 43 750 W
P sal P entr P escob P cu P núcl P mec P misc
43 750 W 340 W 1 734 W 1 250 W 3 168 W (0.01)(43 750 W)
36 820 W
donde las pérdidas misceláneas se toman como 1% de la potencia de entrada.