UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÌA MECANICA ELECTRICA LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS I Informe de la Experiencia N° 04 Nombre del informe:
Perdidas en el transformador monofasico (modulo 02)
12.- Describa la(s) experiencia(s) con su propio lenguaje (minimo media hoja, max. 1 hoja) (1p) La experiencia N°4 (perdida en el transformador monofasico) que se llevo a cabo el dia 20/06/6! pedemos decir que en el transcurso de cada semana que "emos tenido la experiencias! son mu# interesantes porque llevamos la teoria a la prac practi tica ca!! # apre aprend ndem emos os nuev nuevas as cosa cosas s acer acerca ca del del curs curso o de maqu maquin inas as electricas! vemos como en clase el in$ que nos brinda la teoria no es sufuciente como para poder comprender del todo! si no que nos sirve de muc"o las clases de laboratorio son mu# fundamentales para poder comprender # aprender mas! en este caso "emos aprendido m%s sobre la determinaci&n de las p'rdidas de potencia en el transformador monof%sico! para ello "icimos dos pruebas una en vacio # otra en cortocircuito! el in$ el curso de laboratorio nos brindo primero el dia$ dia$ra rama ma del del circ circui uito to # los los dato datos s en la pi*a pi*arra rra lue$ lue$o o de la expl explic icac acio ion n referente a las perdidas en el transformador monofasico! fuimos a la practica en primer lu$ar utili*amos los cables $tp! "acemos la conexion desde la fuente de poder variable "acia la llave termoma$netica se$uidamente "acia el vatimetro! para finalmente conectar "acia el transformador Para la prueba de vacio el in$ nos brindo una serie de valores (volta+es) en total fueron , valores que teniamos que probar! de una ves dado el valor respectivo q#e nos brindo el in$ in$ teniamos que "allar la corriente # potencia! potencia! para ello #a teniamos que "aber eleborado el circuito # la "erramienta que iba a permitir "allar la potencia es el vatimetro! una ves reali*ada la primera prueba pasamos a la si$uiente si$uiente -n la pruba de cortocicuito cortocicuito basicament basicamente e consiste consiste en conectar conectar uno de los bobinados del transformador a una fuente de tensi&n alterna # cortoc cortocirc ircuit uitar ar el otro otro bobina bobinado do Para Para ello ello necesi necesitam tamos os la fuente fuente de tensio tension n variable! los cables $tp! llave termoma$entica! un vatimetro # un transformador! una una ves ves inst instal alad ado o el circ circui uito to proc proced edem emos os a darl darle e tens tensio ion n en el vatim vatimet etro ro observamos los valores que no daran -n la prueba de cortocircuito el volta+e aplicado es mu# peque.o encomparaci&n al volta+e nominal del transformador! es por eso que se le debe aplicar lentamente "asta lle$ar a su corriente nominal Llev Llevam amos os a cabo cabo la prue prueba ba de cort cortoc ocirc ircui uito to!! en la cual cual se dete determi rmina naro ron n lasp'rdidas del cobre sabiendo que estas son i$uales a las lecturas delvatmetro La recomendacion que nos de+o esta esta experiencia experiencia es de que para ener$i*ar ener$i*ar un circuito circuito o monta+e monta+e experiment experimental al se debe solicitar la autori*aci&n del docente verificando para que supervice que el
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ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÌA MECANICA ELECTRICA LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS I esquema est' conectado adecuadamente para as no producir nin$n corto o inconveniente con los equipos 1si se resume la experiencia N° 04 13.- Conclusiones de la(s) experiencia(s) (1p) ada la experiencia N°4 podemos lle$ar a una conclusion! la cual nos damos cuenta de la importancia # las diferencias que puedan existir entre los ensa#os del transformador para determinar sus p'rdidas! cu#os ensa#os a utili*ar son ensa#o en vaco # ensa#o en corto circuito 3ambi'n podemos decir que "a# 2 tipos de p'rdidas en el ncleo • •
P'rdidas por "ist'resis P'rdidas por corrientes parasitas o de oucault
-n el ensa#o en vaco! se determina las p'rdidas que se producen en el ncleo del transformador 1c% observamos que mientras el volta+e aumentaba! tambi'n se aumentaban las perdidas -n el ensa#o en cortocircuito se determina las p'rdidas que se dan en el devanado del transformador -n el ensa#o de cortocircuito! se re$ulaba el volta+e desde un valor ba+o "asta alcan*ar la corriente de cortocircuito 3ener en cuenta que debido a que la tensi&n aplicada es peque.a en comparaci&n con la tensi&n nominal! las p'rdidas en vaco o en el ncleo se pueden considerar como despreciables! de manera que toda la potencia absorbida es debida a las p'rdidas por efecto joule en los devanados primario # secundario 1dem%s! de esta prueba! se pueden obtener los par%metros de los devanados primario # secundar io del tra nsformador 5 finalmente sabemos que el ncleo no debe ser de acero s&lido! porque aumentara las p'rdidas debido a la inducci&n de corrientes par%sitas en el ncleo! con lo cual disminu#e la eficiencia del transformador! adem%s de $enerar un excesivo calentamiento 14.- Relacion de los alores ob!enidos en los ensa"os (#orma!o propio) ($.%.p) Prueba de Vacio:
V 1 (&ol!.)
68 volt
I O (m 177
A)
75 volt.
88 volt
100 volt.
110 votl.
113 volt.
115 volt.
211
322
540
824
950
1017
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8.2
!"#$ %#&'%!"
9.9
13.9
19.8
26.6
29.8
30.9
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Prueba de cortocicuito:
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8.85 A.
5.1 #") 43.4 !)(.
1%.- Resuma un marco !eorico respec!o al !ema (maximo una pag.) ($.% p) Marco Teorico: T!"#$om!%o 'o"o$#*o#
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o
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E.1
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2-! C'$/')# ,/'!",%), !$! "! #%+''% +, #$)#'$/')#
L! #),%'! +," #$)#'$/')# ,( "! ,$+'+! )#)!" ,% ," #$, +," )$!%(*#$&!+#$. D,'+# !" ,*,)# ,"'/"!$; P /,+, (,$ &!#$ /, "!( ,$+'+!( >&'!( ,% ," #$,. D& l! 42-! #),%,( "# ('',%),?
E. 4
E. 5
E. 6
1.- Circui!os u!iliados en la experiencia (#orma!o propio) ($.% p) !) ,-&! %& V!*o
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N
I&
CIRCUITO EQUIVALENTE PARA ENSAYO EN VACIO:}
CIRCUITO DE LA PRUEBA EN VACIO
) ,-&! %& Coto**-to
CIRCUITO EQUIVALENTE DEL ENSAYO EN CORTOCIRCUITO
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Circuito de la pruea e! cortocircuito
1*.- Del ensa"o de acio gra#i+ue " de!ermine la cura de perdidas de po!encia (
P FE ) +ue mejor se ajus!e, en #uncion de la !ension +ue se u!ilio, " halle las perdidas de po!encia para & 4 & " & 1$4 & (1 p)
VOLTAE(V) 35 30 25 20 15 10 5 0 60
70
,OTENCIA(ATTS)
80
90
100
110
120
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18.+ D&l &"#!o %& v!*o 2!49-& %&t&m"& l! *-v! %& *o&"t& %& v!*o ( I ° ) 9-& m&:o #& !:-#t& &" $-"*o" %& l! t&"#o" 9-& -tl;o ?3 V>103V (1 =)
#")!@, 140 120 100 80 60 40 20 0 100
200
300
400
corrien!e
500
600
700
800
900
1000
1100
( I ° )
1?.+ D&t&m"& lo# =!!m&to# %& v!*o *oto**-to =&*to ! l! &@=&&"*! &!l;!%!. D!2!m!# $!#o!l =&*tvo# %!2!m!# %& t&"#o" (R#t&"*! %& =&%%!# &!*t!"*! %& m!2"&t;!*o" *o&"t& %& =&%%!# *o&"t& %&
m!2"&t;!*o" *o#
∅cc
*o#
∅
m=&%!"*! %& *oto**-to #t&"*! %&
*oto**-to *oto**-to.) (1=)
&!*t!*!
Sol-*o"
S1HA Prueba cortocircuito
!220113 1;947
%&
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∆ Pcu
2
I Reqv . =∆ Pcu → R eqv .=¿
Z eqv . =
R 2=
X 2=
2
I
5,1 V =0.576 → Z eqv .= 8.85 I
Reqv . 2
X eqv. 2
→ R 2=
=
0.554
0.1577 2
→ Reqv . =
43.4 8.85
2
=0.554 K
K
→ R 2=0.277 Ω
2
=0.07885 Ω
2
1.947
R❑=¿
X 1= a X 2 → X 1=( a .947 ) ( 0.07885 )=0.299 Ω
P=VIcosθ→θ =arcos
2
a R2=¿
0.277 1.05
2
2
43.4 5.1 x 8.85
=15.94 °
D'!<$!&! *!(#$'!" Prueba de vacio
P? 113 J 0.95 A J 29.8 2
•
V g2 =∆Pfe→ −3
10
g2
∆ Pfc V
2
→
g2
29.8 2
113
2.334
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Y 2=
I 0.95 = 8.407 x 10−3 V . → 113 V 8.407 x 10
•
b2
√ 2
2
. g2
(¿¿−3) −(2.334 x 10− ) → b = √ ¿ 2
2
−3
3 2
→ b2= 8.39 x 10
2
•
•
•
•
•
•
•
g2
g1=
a
b1
2
2
2.334 x 10
15.954
=9.09 x 10−6 v −3
b2
2
2
a
8.077 x 10
2
1.947
P=VIcosθ→θ = arcos
29.8 113 x 0.95
−3
2.13 x 10
=73.88 °
¿2= 0.95 ! ¿1=
∅
C 2 a
= 0.95 =0.488 ! . 1.947
"r2=
∆Pfc 29.8 = 0.264 ! . → "r2 = V 113
"r1=
"r 2 0.264 = a 1.947
0.136 A.
•
"m2= √ ¿2 −"r 2 → "m2=√ 0.95 −0.264 =0.913 ! .
•
"m1=
2
"m2 a
2
=
2
0.913 1.947
2
= 0.467 ! .
2$.- Re#iera los parame!ros u!iliados en el inciso an!erior al circui!o primario($.% p)
atos del circuito anterior del lado primario
•
•
•
g1= b1
g2 a
2
¿1=
∅
C 2 a
2
b2 2
a
2.334 x 10 15.954
2
=9.09 x 10−6 v −3
8.077 x 10 1.947
= 0.95 =0.488 ! . 1.947
2
−3
2.13 x 10
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"r1=
•
"m1=
•
"m2 a
=
0.136 A.
0.913 1.947
= 0.467 ! .
21.- De!ermine la conducancia de acio, " suscep!ancia ($.% p)
La conductancia g1=
g2 a
2
2
2.334 x 10 15.954
La suceptancia b2 b1 a2
2
=9.09 x 10−6 v
−3
8.077 x 10 2
1.947
−3
2.13 x 10
22.- n !rans#ormador mono#asico de 1$$ /&0 " relacion de !rans#ormacion (
m # 3$$ ol!ios) #ue some!ido a un ensa"o a circui!o abier!o " a o!ro en cor!ocircui!o, ob!enido los siguien!es resul!ados (en cada ensa"o !odas las medidas se ob!uieron del mismo arrollamie!o).
E. V!*o T,%('#% !"'!+!
$ v J C#$$',%), +, !'# I ° ? P,$+'+!( ,%
," >',$$# P FE E. *oto**-to T,%('#% +, #$)#$/')#
V CC J C#$$',%), +,
#$)#'$/')# "CC J P#),%'! +, C#$)#'$/')# PCC SOLUCION? D!)#(? S 100 HA ! 3800238.19 15.954 P 238.19 J 57.4 A J 621.33 J P 13.97 J 441.06 A J 1121.24 ,RUEA DE VACIO ( PV ) Dato" :
238.19 J 57.4 A J 1121;24 S, $,!"'! ,% ," (,/%+!$'#
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•
•
•
•
V g2 =∆Pfe→
•
•
•
∆ Pfc
V
2
→
g2
621,33 238,19
2
0.01095 57,4 I =0,241 V . Y 2= → V
b2
238.19
√ −g 2
2
g1=
g2 a
2
b1
•
•
g2
2
2
0.24075 .
0.01095
15.954
b2
→ b2=√ 0.241 −0.01095
2 2
a
2
−5 = x v 4.302 10 2
0.24075
15.954
2
−4
9.459 x 10
¿2=57.4 ¿ 57.4 ¿1= 2 → ¿1= =3.598 ! . a
15.954
"r2 .V =∆ Pfe→"r2 =
" r1 =
2.609 15.959
•
"m2= √ ¿2
•
"m1=
2
"m2 a
∆Pfe → V
"r2=¿
621.33 238.19
→"r 2=2.609 ! .
→"r 1=0.16 !
−"r → "m =√ 57.4 + 2.60 →"m =57.34 2
2
→"m1 =
2
2
2
57.34 15.959
2
→ "m1= 3.59
,RUEA DE CORTOCIRCUITO ( Pcc ) Dato":
13.97 J 441.06 A J 1121.29 2
I Reqv . =∆ Pcu → R eqv .=¿
Z eqv . =
∆ Pcu 2
I
13.97 V =0.0317 → Z eqv .= I 441.06
→ Reqv . =
K
1121.29 441.06
2
=5.764 x 10−3 K
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−(¿¿ −5 )2 → X eqv .= 0.0312 Ω 2 2 X eqv. =√ Z eqv. + R eqv . → X eqv . =√ ¿
0.0317
R 2=
X 2=
R1=a R2 → R1 =( 15.954 ) ( 2.882 x 10
X 1= a X 2 → X 1= 0.0152 ( 15.954 ) ( 0.0156 ) =3.971 Ω
Reqv . 2
X eqv. 2
2
2
−3
→ R2=2.882 x 10 Ω
=
0.0312 2
= 0.0156 Ω 2
2
−3
)=0.734 Ω