Informe Nº 2 – Maquinas Electricas: Ing. Rojas Picoy, Arturo

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MAQUINAS ELECTRICAS Informe Numero

EL TRANSFORMADOR MONOFASICO (PRUEBA EN EL VACIO) Fechas Nota Realización Entrega 03/05/19 10/05/19

2 Grupo

Profesor Ing. Rojas Picoy, Arturo

INFORME Nº 2 – MAQUINAS ELECTRICAS

EL TRANSFORMADOR MONOFASICO(PRUEBA EN VACIO) I.

OBJETIVOS Verificar experimentalmente ensayando en un transformador monofásico las perdidas en el hierro y el circuito equivalente de dicho transformador.

II.

FUNDAMENTOS Al aplicar la tensión nominal a un transformador en vacío las pérdidas registradas son las que se producen en el núcleo debido a que las pérdidas por efecto joule son despreciables

III.

EQUIPO , INSTRUMENTOS A UTILIZAR



1 Transformador monofásico de 1KVA – 220V. 1 Auto transformador 0 – 220V, 6 A. 2 Voltímetros CA 10 A. 1 Watímetro monofásico 0 – 150 – 300V, 2 – 4 A. 1 llave cuchilla. Cable para conexiones

    

INTRODUCCION: El transformador monofásico es un dispositivo eléctrico diseñado para transferir corriente alterna o tensión de un circuito eléctrico a otro. Por inducción electromagnética. Un transformador puede diseñarse para subir o bajar tensiones. Los transformadores por lo general tienen una larga vida útil si trabajan en condiciones normales. También es un componente electrónico, que transmite energía eléctrica de un circuito a otro sin modificar su frecuencia. Termina su aplicación a través de la inducción electromagnética. Básicamente, se compone de alambre inductivo y un centro de acero cubierto que ayudan a la transferencia de energía eléctrica. Curva de magnetización:

Es aquella que representa la fuerza magnética. Estas curvas se obtienen debido a que la permeabilidad de los materiales no es constante.

Saturación: Es el estado alcanzado cuando cualquier incremento posterior en un campo de magnetización externo H no provoca un aumento en la magnetización del material.

La relación entre el campo de magnetización H y el campo magnético B también puede expresarse en términos de permeabilidad magnética. B=uH. Usos: La saturación es explotada en algunos dispositivos electrónicos. Usada para la soldadura por arco. En una aplicación más sofisticada, los inductores de núcleo saturable y los amplificadores magnéticos utilizan

una corriente continua aplicada a través de un bobinado independiente montado sobre el mismo núcleo que sirve para controlar la impedancia del inductor. Prueba en Vacío: En ingeniería eléctrica, el ensayo de vacío es un método utilizado para determinar diversos parámetros de las maquinas eléctricas mediante pruebas realizadas sin carga aplicada. En el caso de un transformador permite determinar la impedancia de vacío en la rama de excitación del mismo. El ensayo de vacío es esencial a la hora de caracterizar un transformador, puesto que la impedancia de vacío es uno de los parámetros fundamentales de su circuito equivalente.

IV.

PROCEDIMIENTO: 1. ARMAR EL CIRCUITO

Despues de revisar las conexiones, ajustar el autrotransformador a tensión cero voltios. Despues proceda a variar la tensión desde a % de la tensión nominal del transformador, tomando un juego de valores de la tensión (V1) corriente (Io) y de la potencia (Wo) respectivamente, en un minimo de 10 valores.

Medir las resistencias del devanado primario y secundario del transformador. Usando un puente respectivo.

DATOS OBTENIDOS : Autransformador(V) 1 21.1 48.5 72.6 96.8 121 144.8 169.4 193.8 217.8 242

Voltimetro 1(V) 1 24.1 48.5 72.6 96.8 120.8 144.7 169.4 193.1 217.5 242.3

Voltimetro 2 0.48 12.65 25.4 38 50.8 63.32 75.9 88.9 101.5 113.7 127

Amperimetro 1(A) 0.002 0.014 0.022 0.029 0.037 0.048 0.062 0.086 0.128 0.205 0.363

 Graficar la Curva de magnetización del transformador.

Vatimetro 0 0.2 0.6 1.4 2.4 3.6 5 6.7 9 12.1 17.4

Voltimetros 140

Voltimetro 1

120 100 80 60 40 20 0 0

50

100

150

200

250

300

Voltimetro 2

voltimetro-amperimetro 0.4 0.35

Amperimetro

0.3 0.25

0.2 0.15 0.1 0.05 0 0

20

40

60

80

100

120

140

Voltimetro 2

Amperimetro - Vatimetro 20 18

Amperimetro

16 14 12 10 8 6 4 2 0 0

0.05

0.1

0.15

0.2

Vatimetro

0.25

0.3

0.35

0.4

Voltimetro - Vatimetro 20

vatimetro

15 10 5 0 0

50

100

150

200

250

300

voltimetro(v)

 Determinar la reactancia del transformador, tanto del primario como del secundario Está dada por: 𝑋 =

𝑉 𝐼

, entonces en 220v,

la reactancia del devanado primario será: 𝑋1 =

𝑉1 𝐼

=

220 0.225

= 977.8 Ω

La reactancia del devanado secundaria será: 𝑋2 = 1004.4 Ω

𝑉2 𝐼

=

226 0.225

=

 Divergencias teóricas – experimentales. Ensayo de vacío La potencia absorbida por el transformador trabajando en vacío es aproximadamente igual a las pérdidas en el hierro (las nominales si se aplica la tensión nominal en el primario) y se desprecian las pequeñas pérdidas que puede haber en el cobre. La potencia P que absorbe el transformador en vacío la indica el vatímetro W. La lectura del amperímetro A proporciona la corriente I absorbida desde el primario y los voltímetros V1 y V2 indican, respectivamente, la tensión

Va la que hemos conectado el transformador y la tensión V de circuito abierto en el secundario. Al realizar el ensayo de vacío, la intensidad que circula por el primario se cierra por la admitancia de vacío. De esta forma queda determinada la admitancia de vacío referida al secundario. Mediante las mediciones durante la experiencia, se conocen las siguientes variables:  Relación de transformación: 𝐴 = 𝑁1⁄𝑁2  Voltaje primario: V1  Corriente primaria: I1  Potencia real del sistema: 𝑃 = 𝑉1𝐼1𝐶𝑜𝑠∅  Voltaje secundario: V2 Debido a que la salida del transformador está conectada a un voltímetro, podemos asumir que la parte derecha del circuito está abierta, entonces: 𝐼≈0 Usando la relación de transformación entre I’2 e I2 tenemos: N1I’2=N2I2  I’2=0 Usando la primera ley de Kirchhoff en el nodo donde convergen I1, Iα y I’2 obtenemos: I1=Iα+I’2  I1=Iα

Con lo anterior el circuito se reduce a:

En la práctica la impedancia R1+jX1 es despreciable en comparación de la impedancia de la rama que contiene a Rc y Xm. Por lo tanto, podemos decir: V1=E1 Usando la medida del vatímetro podemos agregar: 𝑉12 𝑃= 𝑅𝑐 𝑅𝑐 =

𝑉12 𝑃1

… (1.1)

Usando ahora la potencia reactiva: 𝑉12 𝑄= 𝑋𝑚 𝑋𝑚 =

𝑉12 𝑄

… (1.2)

Nota: Los valores de Rc y Xm varían con las condiciones de trabajo. OBSERVACIONES: De los gráficos obtenidos podemos decir que la relación hallada entre la lectura del voltímetro 1 y del voltímetro 2, es lineal.

Mientras que para el gráfico voltímetro vs amperímetro es un gráfico exponencial. Del gráfico Amperímetro Vs Vatímetro, podemos decir que esta es la curva de magnetización. Mientras que para el gráfico voltímetro vs vatímetro es un gráfico exponencial