laboratorio 2 de potenciometriaDescripción completa
fisica
informe 2
Descripción completa
Descripción completa
sDescripción completa
Descripción completa
Descripción completa
Informe 2Descripción completa
Estudio de prospeccion geoquimicaDescripción completa
INFORME LABORATORIO MÁQUINAS ELÉCTRICAS I
PRUEBA DE VACIO, CORTO-CIRCUITO Y POLARIDADA DE UN TRANSFORMADOR MONOFÁSICO
ELABORADO POR:
PROFESOR: INFORME: 2 DPTO DE INGENIERIA ELÉCTRICA MEDELLÍN 2013
Contenido Esquemas de conexión con equipos de medida utilizados. ................................................................ 2 Cálculo del modelo del transformador: .............................................................................................. 3 Marcación de polaridad del transformador monofásico: ................................................................... 5 Cálculos de regulación y eficiencia para varias condiciones de carga. ............................................... 6
Tabla 1: datos medidos en el laboratorio ........................................................................................... 2 Tabla 2: prueba con carga resistiva ..................................................................................................... 6 Tabla 3: prueba con carga inductiva ................................................................................................... 7 Tabla 4: prueba con carga capacitiva .................................................................................................. 8
1
Esquemas de conexión con equipos de medida utilizados. Prueba de corto
Diagrama 1: esquema de conexión para la prueba de corto con los equipos de medida
Voltaje fuente 5,11 V
Corriente en la fuente 9,92 A
Corriente de corto 37,9 A
Tabla 1: datos medidos en el laboratorio
2
Con ayuda del osciloscopio se midió el desfase entre la corriente y el voltaje en el primario el cual correspondió a 38,89°
Ensayo para determinar la polaridad. Se coloca un puente entre los terminales del lado izquierdo del transformador y se coloca un voltímetro entre los terminales del lado derecho del mismo, luego se alimenta del bobinado primario con un valor de voltaje (Vx).
Diagrama 2: esquema para la prueba de polaridad en transformadores monofásicos
Ensayo de vacío del transformador Con el secundario en vacío (es decir, sin carga conectada) se alimenta el primario con la tensión nominal de primario VN1. Se conectan los siguientes aparatos de medida: dos voltímetro, un vatímetro y un amperímetro como indica la figura,
Diagrama 3: esquema para prueba de corto en transformadores monofásicos
Para transformadores cuyo primario es de alto voltaje la prueba se lleva a cabo en el lado de bajo voltaje simplemente porque los bajos voltajes están más a la mano y hay menos peligro para el personal al hacer esas mediciones. En el caso de un transformador de devanados múltiples, la prueba se lleva a cabo en el devanado de menor voltaje de que se disponga. Sin embargo, se debe tener cuidado para ver que las terminales de alto voltaje estén aisladas correctamente entre sí y del personal que hace la prueba.
Cálculo del modelo del transformador: Las pruebas de corto y de vacío nos sirven para calcular los parámetros del transformador.
3
Con la prueba de corto se halla la impedancia del transformador si incluir la impedancia del núcleo. También se hallan las pérdidas en el cobre. (Nominales).
|𝑍| =
|𝑉| 5.11𝑣 = |𝐼| 9.92𝐴
Como se necesita la corriente nominal hacemos el siguiente factor de conversión:
𝑃𝑐𝑢𝑥 = 9.922 ∗ 0.4 = 39.4𝑊 𝐼𝑛 2 70.86 2 𝑃𝑐𝑢 = 𝑃𝑐𝑢𝑥 ∗ ( ) = 39.4 ∗ ( ) = 2010.36𝑊 𝐼𝑥 9.92 Esto son pérdidas a valor nominal de la corriente por eso son grandes las perdidas por efecto Joule. Con la prueba de vacío se determinan los parámetros del núcleo:
|𝑉| 127.7𝑣 = = 58.04 = |𝑍| 𝑑𝑒𝑙 𝑛ú𝑐𝑒𝑙𝑜 |𝐼| 2.2𝐴
𝑅𝑚 =
𝑉 127.7 = = 203Ω 𝐴 ∗ cos(𝜃) 2.2𝐴 ∗ cos(73.46°)
Él ángulo de la impedancia fue calculado previamente mediante el osciloscopio. 4
𝑉2 127.7𝑛2 𝑃𝑓𝑒 = = = 80𝑊 𝑅𝑚 203 El transformador para el devanado de alta queda así:
Diagrama 4: circuito equivalente del trafo analizado
Marcación de polaridad del transformador monofásico:
Diagrama 5: diagrama para polaridad del trafo monofásico
El transformador es sustractivo punto a punto. 5
Cálculos de regulación y eficiencia para varias condiciones de carga. Para una carga resistiva de 224 ohmios conectada al devanado de alta se obtuvieron los siguientes datos:
Tabla 2: prueba con carga resistiva
Vcarga
123v
Icarga
0.55
P
68.42W
Q
0var
S
68.2VA
P.f
1
Cos (𝜃)
1
Vbaja Valta
32,7 123.2v
Desfase en el devanado de baja o primario: Factor de potencia: primario
38.89 0.77 atraso
Calculo de la eficiencia: Ve= 0.5*(0.4+0.033j)+123v Ve= 123.2∟7.6°
Con las diferentes pruebas efectuadas en el laboratorio, como fueron las de cortocircuito y la de vacío, se pudo obtener los parámetros más significativos a la hora de representar el transformador y con esto comprobar otras características del mismo como lo es el porcentaje de regulación y la eficiencia del trasformador. Debido a que la eficiencia y el porcentaje de regulación del transformador depende de las perdidas en el hierro y en el cobre y estas a su vez de la corriente que circula en la carga y el voltaje de entrada, dependiendo del tipo de carga la eficiencia puede variar, ya que aparecería componentes imaginarias en dichos parámetros, como ocurre en las cargas RL y RC. Se puede notar que cuando la carga es RL o RC, la eficiencia aumenta ya que el voltaje de entrada se ve afectado disminuyendo su valor, debido a que la caída de tensión en la impedancia del trasformador es más apreciable, porque la corriente que circula por ella y por la carga incrementa, y todo esto influye a la hora de calcular las perdidas en el hierro.