´ ELECTROMAGNE ´ TICA LABORATORIO DE CONVERSION
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Informe de la pr´ practica a´ ctica P03: Manejo de Equipos de Salida Mario Fernando D´ D´ıaz ıaz P´ Perez, e´ rez, David Santiago Daza Quiroga
{mfdiazp, mfdiazp, dsdazaq dsdazaq}@unal.edu.co Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ingenier ´ ´ıa
—This docume document nt is a summary summary of the Colombian Colombian Resumen—This technical standard 4120, which presents the results of an international standard such as IEC 479 on the effects of current on living things. things.
I.
INTRO INTRODUC DUCCI CI ´ ON
E
STE documento contiene los procedimientos y recomendaciones generales para el uso de equipos de medici´on on (Mult´ımetro, ımetro, Analizador An alizador de d e Se nales) n ˜ ales) utilizados en las pr´acticas acticas de laboratorio de m aquinas a´ quinas el´ electricas. e´ ctricas. II. II.
Figura Figura 1. Medicion Mediciones es con el FLUKE 189 y una precisi´on on ± 0,05%+2.
OBJETI OBJETIVO VO
Presentar las recomendaciones b asicas a´ sicas de seguridad el ectrie´ ctrica dentro del laboratorio de conversi on o´ n electromagn etica e´ tica que se deben tener en cuenta para proteger y preservar la integridad del personal y los equipos. III. III.
ALCANC ALCANCE E
Docu Docume ment nto o que que se valid a´ lidaa para para toda todass las las pr´ practicas a´ cticas del laboratorio de conversi on o´ n electromagn etica. e´ tica. IV. IV.
DATOS DATOS
Alimentaci´ Alimentacion o´ n de una carga resistiva trif ´ trif asica a´ sica En el primer primer ejerci ejercicio cio del labora laborator torio io se deb´ deb´ıan ıan medir medir las resist resistenc encias ias de un banco banco trif trif asico, a´ sico, este este banco banco deb´ deb´ıa ıa ser conectado a la red para que unos actuadores pudieran cerrar circuitos y obtener resistencias en paralelo siempre y cuando se accionaran unas clavijas, la celda de resistencias trif ´ trif asicas a´ sicas ten´ ten´ıa ıa 10 clavija clavijass por ende al final actuaban actuaban 30 resisten resistencias cias,, 10 para cada fase; la idea de adem as a´ s obtener el valor de estas resistencias por medio de un mult´ mult ´ımetro ımetro era obtener su valor indirectamente indirectamente midiendo la corriente de l´ınea ınea y tensi´on entre las fases, fases, as´ as´ı la divis divisiion o´ n entre entre estas resultar resultar´´ıa ı a en un nuevo nuevo valor valor pero pero con las resist resistenc encias ias someti sometidas das a una tensi tensi on o´ n y corriente. Datos obtenidos (FIGURA 1) midiendo la resistencia entre fases de manera directa ( mult´ mult ´ımetro ımetro en medici on o´ n de resistencias). Ahora se tienen las mediciones de las tensiones entre fases (FIGURA 2), en este caso las tensiones que salen del tablero de conex conexion iones es van van de la siguie siguiente nte manera manera:: A (amari (amarillo llo), ), B (azul) y C (rojo).
Figura Figura 2. Medicion Mediciones es con el FLUKE FLUKE 189 y una precisi precisi on o´ n medici´on on de tensi´on on AC.
±0,4%+40 0,4%+40
en la
Debido a que no se tienen los datos de la pinza amperim etrica e´ trica no se puede puede calcul calcular ar un precis precisii on o´ n sobr sobree la corriente, adem as a´ s de ello ello los datos de esta esta corrie corriente nte fueron fueron sacado sacadoss en un sola sola l´ınea ınea sin tener en cuenta cuenta las otras otras dos, dos, suponiendo esta vez que el sistemas es totalmente balanceado y las corrient corrientes es poseen poseen una misma misma magnitud. magnitud. Teniendo Teniendo las tensiones entre las fases y la corriente de l ´ınea ınea se hallan de manera indirecta el valor de las resistencias cada vez que se agrega una clavija a la carga trif ´ trif asica. a´ sica. V θ−θ I L
=
R
Figura Figura 3. C´alculo alculo de resistencias en cada clavija de la carga trif´asica. asica.
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Alimentaci´on de una carga resistiva monof ´asica El segundo ejercicio de la pr a´ ctica involucra ahora una carga monof a´ sica que ser´a alimentada por medio de tension ´ DC, utilizando el tablero de conexiones y mirando los resultados de tensi´on y corriente por medio de los medidores an a´ logos que se encuentran en el mismo tablero de Generaci´on DC, esta vez la tensio´ n en vac´ıo era de 123,1v. Pero era conveniente tomar las medidas de las resistencias solo con la misma alimentaci o´ n de la carga monof a´ sica.
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se conectara entre la salida del Variac y el neutro, adem a´ s de tener un completo manejo de la interfaz que ofrece el analizador de redes y las funciones que este ofrece. El analizador de redes tiene clavijas para la entrada de se˜nales an´a logas como los son tensiones y corrientes, la conversio´ n ADC la realiza el analizador y adem a´ s de ellos muestra factores como la impedancia de la red e incluso el factor de potencia.
Figura 4. Medici´on de resistencias en la carga monof´asica.
Seguido a la toma de resistencias de manera directa se tomaron los datos correspondientes a tensi o´ n y corriente mostrados en el medidor an´alogo del tablero de conexiones, teniendo en cuenta que la m´axima intensidad a la cual se pod´ıa llegar era de unas 45A, por ende al final la u´ ltima medida que ser´ıa la numero 10 no se tiene en cuenta porque sobre pasa los 45A.
Figura 8. Diagrama para el analizador de redes.
Hay que ver que los puertos para las otras dos fases en la corriente y en el voltaje est´an puenteados a la tierra.
Figura 5. Medicio´ n de tensiones DC.
Figura 6. Medici´on de corrientes DC.
Ya con los datos obtenidos, se crea una tabla con la medici´on indirecta de las resistencias utilizando la ley de Ohm.
Figura 9. Diagrama para el analizador de redes [1]. Figura 7. C´alculo de resistencias para las distintas tensiones y corrientes DC.
Alimentaci´on de una carga resistiva monof ´asica (Analizador de redes) Utilizando la conexi´on por medio del tablero de conexiones hasta C12 en la mesa 3, utilizar el Variac de la mesa y llegar al valor de 30Vy de esa manera medir la impedancia que
En la primera imagen que se obtiene del analizador se puede calcular la resistencia de manera indirecta, con las mediciones de tensi´on y corriente. Esta segunda imagen (FIGURA 10) pertenece a la placa de caracter´ıstica del transformador de corriente que es necesario para el analizador, su relaci o´ n es lineal siendo 100A iguales a 5A transformados.
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Figura 10. Placa transformador de corriente.
Figura 12. Placa transformador de corriente.
calor aumentando la resistencia, pero una vez se entraban m´as clavijas el paralelo de ellas eran m a´ s pequen˜ as.
Figura 11. Placa transformador de corriente.
En esta imagen (FIGURA 11) se pueden ver las gr a´ ficas de la tensio´ n mostrando la tensi o´ n pico Vp y el factor de cresta CF, este factor mide la cantidad de distorsi on ´ en la onda con respecto a una onda seno ideal. La u´ ltima imagen (FIGURA 12) pertenece a un analizador en t´e rminos de la frecuencia, en este caso se alcanzan a ver las distintas frecuencias y sus arm o´ nicos, siendo la onda de 60Hz la onda fundamental, pero debido a las distintas impedancias que surgen en la transmisi o´ n de la conexi o´ n se crean armo´ nicos m´ultiples a la onda fundamental, en este caso se alcanza apreciar una componente en su quinto arm´onico. V.
-La medicion ´ de la resistencias sin energizaci o´ n es la mejor manera de medir, debido a que las precisi´on del mult´ımetro es mejor en cuanto a sus valores no cambian con tanta regularidad como al medir la tensiones y suponer que es un sistema balanceado donde las corrientes de l ´ınea son iguales en cada l´ınea. -La potencia es m´as estable en un sistema trif ´asico que un sistema de corriente directa, la ca ´ıda de tensio´ n es m´as grave en DC que en AC, perdiendo casi unos 20 voltios. -Es dif´ıcil conocer la incertidumbre dentro de la medici ´on con equipos an´alogos que involucran piezas mec a´ nicas. -El analizador de sen˜ ales puede f a´ cilmente reemplazar a un osciloscopio, las caracter´ısticas fundamentales dentro del analizador pueden reemplazar f´acilmente al osciloscopio y al mult´ımetro al mismo tiempo, aunque la velocidad de muestreo del analizador no es el m a´ s r´apido en ciertas ocasiones es mucho mejor y m´as practico el uso de este equipo.
CONCLUSIONES
-Las grandes diferencias entre las mediciones directas e indirectas en las resistencias trif ´a sicas es debido a que para la medici´on directa de las resistencias se necesitan una peque˜na corriente, y es claro que la magnitud de las resistencias es dependiente de la temperatura a la que est a´ n fijadas, siendo las resistividad y la temperatura variables directamente proporcionales, es por ello que en la medici o´ n indirecta, la potencia disipada creaba una gran cantidad de
VI.
BIBLIOGRAF´IA
[1] ELECTRICAL MULTIFUNCTION ANALYZER. ABB. ANR96 - User Manual. Italia.
