OBTENCIN DE LA CURVA DE MAGNETIZACIN
ENSAYOS DE VACIO Y CORTOCIRCUITO EN UN TRANSFORMADOR MONOFASICO2015
Curso:Mquinas Elctricas
Profesor:Mag. Ing. Agustn Gutirrez Pucar
Informe Nro.:2 Tema:Ensayos de Vaco y Cortocircuito de un Transformador Monofsico
Integrantes:Mendieta Raymundo, Leo
Ojeda Vargas, MiguelReynoso Nez, ReynaldoTorres Sosa, Luis Zarzosa Ortiz, Jeanfranco
Aula:E 403
Horario:Viernes de 18:30 a 20:00
2015-I
INTRODUCCIN
El presente informe determinaremos los parmetros del circuito equivalente exacto de un transformador monofsico para operacin a frecuencia y tensin nominales, cuyos parmetros influyen en la potencia del mismo, en donde esos dispositivos elctricos son los ms utilizados en los sistemas de potencia, ya que con l, podemos aumentar o disminuir tensiones en corriente alterna.
En este experimento obtendremos algunas curvas en los ensayos del transformador ya se en vaco o en cortocircuito, en donde usaremos un transformador de 220v 110v, comprobando experimentalmente la validez de los clculos tericos; y mostraremos de una forma clara y resumida los mtodos utilizados durante la prctica.
Por ltimo mediremos con el multmetro la tensin e intensidad del circuito, y anotaremos las medidas del voltaje y de la corriente, y podremos analizar para poder sacar nuestras propias observaciones y conclusiones que hemos desarrollado en esta prctica.
COMPENDIO TERICO
Transformador: Es un dispositivo que convierte la energa elctrica alterna de un cierto nivel de tensin e intensidad, en energa alterna de otro nivel de tensin e intensidad, por medio de interaccin electromagntica. Est constituido por dos bobinas de material conductor denominados primario y secundario, aisladas entre s elctricamente y por lo general enrolladas alrededor de un mismo ncleo de material ferromagntico. La nica conexin entre las bobinas la constituye el flujo magntico comn que se establece en el ncleo.
Al conectar el devanado primario a una corriente alterna monofsica, se establece un flujo magntico alterno dentro del ncleo. Este flujo atraviesa el devanado secundario induciendo una fuerza electromotriz en el devanado secundario. A su vez, al circular corriente alterna en el secundario, se contrarresta el flujo magntico, induciendo sobre el primario una fuerza contra electromotriz.
Un transformador convierte energa elctrica en magntica en el primario, y en el secundario convierte energa magntica en elctrica. El primario se comporta como un receptor y el secundario como un generador.
Ensayo en vaco: El ensayo de vaco proporciona, a travs de las medidas de tensin, intensidad y potencia en el bobinado primario, los valores directos de la potencia perdida en el hierro, y deja abierto el bobinado secundario. Por lo tanto, este bobinado no ser recorrido por ninguna intensidad, y no se tendrn en cuenta los valores de las prdidas en el cobre para este ensayo.
Los principales datos que hay que determinar en el ensayo de vaco son:
Las prdidas en el hierro a travs de la lectura del vatmetro (w) en el bobinado primario, entendiendo que la Po es la potencia medida en el vatmetro (w). La relacin de transformacin (n):
Tambin podemos calcular, con la ayuda de los resultados:
La impedancia (Z):
La potencia aparente en vaco (S):
El ngulo de desfase () o factor de potencia de vaco:
Hay que tener en cuenta algunas consideraciones cuando se producen prdidas en el hierro o en vaco de un transformador; estas prdidas tienen bastante importancia durante su explotacin, ya que por ella misma provoca un consumo de energa incluso cuando el transformador no tiene consumo.
Ensayo en cortocircuito: Con el ensayo en cortocircuito, conseguimos las intensidades en los dos bobinados, aplicando una pequea tensin al primario y cortocircuitando el secundario con un ampermetro (el ampermetro tiene una resistencia prcticamente nula).
Con un autotransformador regulable y comenzando desde cero, aplicamos progresivamente la tensin, que se incrementa voltio a voltio, hasta conseguir las intensidades nominales en los dos bobinados.
En el ensayo de cortocircuito, como las intensidades son nominales, se producen prdidas en el cobre por efecto Joule similares a las que se dan cuando el transformador est en carga; se diferencian en el rendimiento cuando el ndice de carga es menor que la unidad.
Las prdidas en el cobre se calculan mediante:
Estas prdidas se determinan directamente con el vatmetro conectado en el primario, que corresponde a la potencia en cortocircuito (Pcc).
Los valores de la resistencia (Rcc), de la inductancia (Xcc), y de la impedancia (Zcc) de los circuitos en el ensayo en cortocircuito se obtendrn mediante:
Resistencia:
Inductancia:
Impedancia:
La intensidad en cortocircuito (Icc) se obtiene:
Factor de potencia:Una vez obtenidos los datos del ensayo (la potencia y la tensin de cortocircuito), el coseno de ser:
PROCEDIMIENTO
1.- Ensayo de Vaco:
1.1.- Conectar el circuito mostrado:
Figura N1: Circuito a implementar de la prueba de vaco.
1.2.- Tomar lectura de los instrumentos para tensiones desde 10 a 130 V.
V1(volt)A1(mA)W(vatios)V2(volt)Cos0
10.626.10.17219.80.6217
20.634.630.5332.60.7429
3041.440.98156.30.7891
41.149.941.65676.10.8068
50.658.772.38095.10.8003
60.269.333.250113.60.7787
70.483.324.310132.80.7348
80.5103.65.520151.70.6619
90.1133.36.780169.90.5645
100.1177.58.280188.30.4660
110.1277.59.996206.90.3823
120.3317.212.04226.10.3155
131.5431.914.92247.20.263
Tabla N1: Lectura de los instrumentos en la prueba de vaco.
2.- Ensayo de Cortocircuito:2.1.- Conectar el circuito mostrado:
Figura N2: Circuito a implementar de la prueba de cortocircuito.
2.2.- Tomar lectura de los instrumentos para diferentes corriente de cortocircuito hasta la corriente nominal del transformador.
A1(Amp)V1(volt)W(vatios)Cos0
0.2983.41.1441.1291
0.3894.51.951.1139
0.5206.03.5171.1272
0.5926.94.5871.1229
0.7468.87.3301.1166
Tabla N2: Lectura de los instrumentos en la prueba de cortocircuito.
CUESTIONARIO
1.- Relacin de los datos tomados en la experiencia:
Tabla N1: Lectura de los instrumentos en la prueba de vaco.
V1(volt)A1(mA)W(vatios)V2(volt)Cos0
10.626.10.17219.80.6217
20.634.630.5332.60.7429
3041.440.98156.30.7891
41.149.941.65676.10.8068
50.658.772.38095.10.8003
60.269.333.250113.60.7787
70.483.324.310132.80.7348
80.5103.65.520151.70.6619
90.1133.36.780169.90.5645
100.1177.58.280188.30.4660
110.1277.59.996206.90.3823
120.3317.212.04226.10.3155
131.5431.914.92247.20.263
Tabla N2: Lectura de los instrumentos en la prueba de cortocircuito.
A1(Amp)V1(volt)W(vatios)Cos0
0.2983.41.1441.1291
0.3894.51.951.1139
0.5206.03.5171.1272
0.5926.94.5871.1229
0.7468.87.3301.1166
2.- Del ensayo de vaco trazar las siguientes curvas:
a) versus V1(volt)Cos0
10.60.6217
20.60.7429
300.7891
41.10.8068
50.60.8003
60.20.7787
70.40.7348
80.50.6619
90.10.5645
100.10.466
110.10.3823
120.30.3155
131.50.263
Tabla N3: versus
Curva N1: versus
b) versus V1(volt)W(vatios)
10.60.172
20.60.53
300.981
41.11.656
50.62.38
60.23.25
70.44.31
80.55.52
90.16.78
100.18.28
110.19.996
120.312.04
131.514.92
Tabla N4: versus
Curva N2: versus
c) versus V1(volt)A1(mA)
10.626.1
20.634.63
3041.44
41.149.94
50.658.77
60.269.33
70.483.32
80.5103.6
90.1133.3
100.1177.5
110.1277.5
120.3317.2
131.5431.9
Tabla N5: versus
Curva N3: versus
3.- Del ensayo de cortocircuito trazar las siguientes curvas:
a) versus
V1(volt)W(vatios)
3.41.144
4.51.95
63.517
6.94.587
8.87.33
Tabla N6: versus
Curva N4: versus
b) versus
V1(volt)A1(Amp)
3.40.298
4.50.389
60.52
6.90.592
8.80.746
Tabla N7: versus
Curva N5: versus
a) versus
V1(volt)Cos0
3.41.1291
4.51.1139
61.1272
6.91.1229
8.81.1166
Tabla N8: versus
Curva N6: versus
OBSERVACIONES
Idealmente, el valor mnimo y mximo de voltaje son 0 y 220 Voltios respetivamente; pero experimentalmente los valores resultaron 4.2 y 235 Voltios respectivamente, por lo tanto toda la experimentacin se realiz con estos valores.
Los valores obtenidos por los instrumentos son valores eficaces, por lo tanto se utilizaron las ecuaciones eficaces de la densidad del flujo, intensidad magntica y la permeabilidad.
El nmero de vueltas en el devanado primario de 250 espiras y la frecuencia 60 Hz son meramente suposiciones que afectan la exacta obtencin de los valores reales, pero no afectan en la comparacin y confirmacin de las curvas de magnetizacin y permeabilidad magntica.
CONCLUSIONES
A partir de pruebas experimentales se determina las caractersticas de magnetizacin del material.
La curva de histresis nos indica que tan buen material tenemos para conducir corriente.
Mayor cantidad de prdidas por histresis, mayor ser el consumo de energa.UNIVERSIDAD TECNOLGICA DEL PER1