ME MAE esame 2014 07 04

SAPIENZA - UNIVERSITÀ DI ROMA
CORSI DI LAUREA MAGISTRALI in INGEGNERIA ELETTRICA ed ENERGETICA
MACCHINE E AZIONAMENTI ELETTRICI – MACCHINE ELETTRICHE
PROVA SCRITTA DEL 05 LUGLIO 2014
In un impianto trifase alimentato a 50 Hz, il secondario di un trasformatore - le cui caratteristiche di targa sono
elencate nella Tabella 1 - alimenta una sbarra cui sono collegati tra loro in parallelo un motore asincrono trifase a
12 poli che ruota a 480 giri/min e una linea trifase caratterizzata da resistenza 20 m e da reattanza 40 m. La
tensione al primario del trasformatore è regolata in maniera tale da ottenere, ai morsetti di arrivo della linea, una
tensione concatenata di 380 V. A tali morsetti è collegato un carico trifase equilibrato che assorbe 50 kW con
cos= 0.8 in ritardo. L'avvolgimento statorico del motore ha resistenza 35 m. E' inoltre noto che:
- nel funzionamento a vuoto con valori nominali di tensione e frequenza il motore assorbe una corrente
efficace di 10A con cos= 0.25 in ritardo
- nella condizione di "rotore bloccato" lo stesso motore assorbe una corrente efficace di 100 A con cos=
0.2 in ritardo essendo alimentato con frequenza nominale e tensione concatenata efficace di 60 V, per cui
in quest'ultima condizione possono ritenersi trascurabili sia la corrente magnetizzante che le perdite nel
ferro del motore.
Tabella 1. Caratteristiche di targa del trasformatore
Potenza nominale
400 kVA
Tensioni nominali primaria e secondaria
20 kV/400V
Frequenza nominale
50 Hz
Tensione di corto circuito
4%
Potenza di corto circuito
3%
Potenza a vuoto con tensione nominale
1%
0.24
cos a vuoto con tensione nominale
Nelle condizioni di funzionamento indicate, determinare:
1.
La caduta di tensione sulla linea di alimentazione [%]
3
2.
La tensione ai morsetti del secondario del trasformatore [V ]
3
3.
La tensione ai morsetti del primario del trasformatore [V]
3
4.
Il rendimento del trasformatore [ ]
3
5.
6.
La coppia erogata dal motore asincrono al carico meccanico nelle
condizioni di funzionamento indicate [Nm]
Il rendimento del motore asincrono nelle condizioni di funzionamento
indicate [ ]
3
3
7.
La massima coppia erogabile dal motore asincrono [Nm]
3
8.
La coppia all’avviamento del motore asincrono [Nm]
3
9.
L’ammontare globale delle perdite nell’intero sistema [kW]
3
10.
La capacità di un banco di condensatori (collegamento a triangolo) da
collegare ai morsetti di ingresso del trasformatore per portare a 0.9 il fattore
di potenza dell'impianto [F].
3
cognome, nome
.UniRoma1 - LM Elettrotecnica/Energetica – MAE/ME – AA 2013/2014 – prova scritta d’esame del 05.07.2014
.UniRoma1 - LM Elettrotecnica/Energetica – MAE/ME – AA 2013/2014 – prova scritta d’esame del 05.07.2014