LABO 1 ESTATICAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

Laboratorio Nro. 01: El reactor de núcleo de hierro

INFORME DE LABORATORIO I CURSO:

Laboratorio de máquinas eléctricas estáticas

TEMA:

El reactor de núcleo de hierro

ML223 - B

ESTUDIANTES:

GONZALES OCHOA, JOSE GONZALES PINTO, ALEXIS DOCENTE:

ING.TARAZONA Lima , 4 de octubre del 2018

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENÍERIA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS ESTÁTICAS

Contenido 1.

OBJETIVOS ........................................................................................................................................... 2

2.

FUNDAMENTO TEÓRICO .................................................................................................................. 3

3.

CUESTIONARIO ................................................................................................................................... 18

4.

CONCLUSIONES ................................................................................................................................ 30

5.

RECOMENDACIONES ...................................................................................................................... 31

6.

FUENTES DE INFORMACION ......................................................................................................... 32


1


1. OBJETIVOS 

Determinar las características de magnetización de determinado material ferromagnético.



Observar el lazo de histéresis dinámico y la forma de onda de la corriente de excitación



Realizar la separación de pérdida en el núcleo de un reactor.


2


2. FUNDAMENTO TEÓRICO Transformadores Un transformador es una máquina estática de corriente alterna, que permite variar alguna función de la corriente como el voltaje o la intensidad, manteniendo la frecuencia y la potencia, en el caso de un transformador ideal. Para lograrlo, transforma la electricidad que le llega al devanado de entrada en magnetismo para volver a transformarla en electricidad, en las condiciones deseadas, en el devanado secundario. La importancia de los transformadores, se debe a que, gracias a ellos, ha sido posible el desarrollo de la industria eléctrica. Su utilización hizo posible la realización práctica y económica del transporte de energía eléctrica a grandes distancias.

Componentes principales Los transformadores están compuestos de diferentes elementos. Los componentes básicos son:

Modelización de un transformador monofásico ideal

Núcleo: Este elemento está constituido por chapas de acero al silicio aisladas entre ellas. El núcleo de los transformadores está compuesto por las columnas, que es la parte donde se montan los devanados, y las culatas, que es la parte donde se realiza la unión entre las columnas. El núcleo se utiliza para conducir el flujo magnético, ya que es un gran conductor magnético.

Devanados: El devanado es un hilo de cobre enrollado a través del núcleo en uno de sus extremos y recubiertos por una capa aislante, que suele ser barniz. Está compuesto por dos bobinas, la primaria y la secundaria. La relación de vueltas del hilo de cobre entre el primario y el secundario nos indicará la relación de transformación. El nombre de primario y secundario es totalmente simbólico. Por definición allá donde apliquemos la tensión de entrada será el primario y donde obtengamos la tensión de salida será el secundario.


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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENÍERIA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS ESTÁTICAS Esquema básico y funcionamiento del transformador Los transformadores se basan en la inducción electromagnética. Al aplicar una fuerza electromotriz en el devanado primario, es decir una tensión, se origina un flujo magnético en el núcleo de hierro. Este flujo viajará desde el devanado primario hasta el secundario. Con su movimiento originará una fuerza electromagnética en el devanado secundario. Esquema básico de funcionamiento de un transformador ideal Según la Ley de Lenz, necesitamos que la corriente sea alterna para que se produzca esta variación de flujo. En el caso de corriente continua el transformador no se puede utilizar.

La relación de transformación del transformador eléctrico Una vez entendido el funcionamiento del transformador vamos a observar cuál es la relación de transformación de este elemento.

Donde N p es el número de vueltas del devanado del primario, N s el número de vueltas del secundario, V p la tensión aplicada en el primario, V s la obtenida en el secundario, I s la intensidad que llega al primario, I p la generada por el secundario y r t la relación de transformación. Como observamos en este ejemplo si queremos ampliar la tensión en el secundario tenemos que poner más vueltas en el secundario (N s), pasa lo contrario si queremos reducir la tensión del secundario.

Modelo circuital de un transformador monofásico Considerando la resistencia en los devanados, el flujo de dispersión, corriente de excitación y los efectos que produce

Luego, el Circuito Equivalente Exacto (C.E.E) del transformador monofásico real de potencia será:


4


Transformador Trifásico El transformador trifásico tiene una importancia indudable. Este tipo de transformador se ocupa tanto en generación cerca de los generadores para elevar la insuficiente tensión de estos, así como también en transmisión por líneas de transmisión y en distribución en donde se transporta la energía eléctrica a voltajes menores hacia casas, comercio e industria. Todos los transformadores desde la generadora hasta la entrada de nuestros hogares o industrias son transformadores trifásicos.

Clases de ventilación: Hay diferentes tipos de ventilación en un transformador. La ventilación puede ser por:  

Convección natural (N). Ventilación forzada (F).

El refrigerante al interior del estante del transformador es de varios tipos:   

Aceite (O del inglés Oil ). Agua (W, del inglés Water ). Gas (G).

La nomenclatura que designa la ventilación es del tipo XXYY, donde XX indica el tipo de refrigerante, y el YY la ventilación usada. Según esto existen:    

ONAN ONAF ONWF OFAF


5

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENÍERIA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS ESTÁTICAS Tipos de transformadores: Según sus aplicaciones            

Transformador elevador/reductor de tensión  Transformador electrónico Transformadores variables  Transformador de frecuencia variable Transformador de aislamiento  Transformadores de medida Transformador de alimentación  Según su construcción Transformador trifásico  Autotransformador  Transformador con núcleo toroidal o envolvente Transformador de pulsos  Transformador de grano orientado Transformador de línea o Flyback  Bobina de núcleo de aire Transformador diferencial de variación lineal  Transformador de núcleo envolvente Transformador con diodo dividido  Transformador piezoeléctrico Transformador de impedancia Estabilizador de tensión Transformador híbrido o bobina híbrida


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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENÍERIA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS ESTÁTICAS Según el tipo de aislamiento Transformador en baño de aceite Los trafos en aceite utilizan un tanque o cuba diseñando para disipar las pérdidas del trafo. Dentro de la cuba va instalado la parte activa del trafo inmerso en aceite (refrigerante y aislante). Los transformadores en baño de aceite se construyen para todas las potencias y tensiones, pero para potencias y/o tensiones superiores a los de distribución MT/BT para CT, siguen siendo con depósito o tanque conservador. Transformador Seco

Diferencias entre un transformador en aceite y uno seco Los trafos en baño de aceite son de menor costo unitario. En la actualidad su precio es del orden de la mitad que el de uno seco de la misma potencia y tensión, menor nivel de ruido, menores pérdidas de vacío, mejor control de funcionamiento, pueden instalarse a la intemperie, buen funcionamiento en atmósferas contaminadas, mayor resistencia a las sobretensiones, y a las sobrecargas prolongadas. Los transformadores secos tienen menor coste de instalación al no necesitar el depósito colector en la obra civil, antes mencionado, mucho menor riesgo de incendio. Es su principal ventaja frente a los transformadores en baño de aceite. Los materiales empleados en su construcción (resina epoxy, polvo de cuarzo y de alúmina) son auto extinguibles, y no producen gases tóxicos o venenosos. Se descomponen a partir de 300 ºC y los humos que producen son muy tenues y no corrosivos. En caso de fuego externo (en el entorno), cuando la resina alcanza los 350 ºC arde con llama muy débil y al cesar el foco de calor se auto extingue aproximadamente a los 12 segundos. Puede decirse que este menor riesgo de incendio fue la principal razón y objetivo que motivó su desarrollo. Ensayos o pruebas en transformadores Las pruebas eléctricas en fábrica se realizan con el fin de confirmar que el transformador ha sido diseñado y construido apropiadamente y por lo tanto está en capacidad para soportar las cargas nominales y las condiciones a las que estará sometido durante su funcionamiento normal. Las pruebas en fábrica son prueba de la confiabilidad del transformador, aunque la prueba final es lograr su funcionamiento sin problemas durante su vida útil. Laboratorio Nro. 01: El reactor de núcleo de hierro

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENÍERIA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS ESTÁTICAS Tipos de pruebas: Pruebas de rutina. Son las pruebas a las que se someten cada transformador fabricado para verificar que el producto cumple con los requerimientos establecidos. Prueba

Menores de 500 kVA. Rutina Diseño Otras

Resistencia eléctrica de los devanados. Resistencia de los aislamientos. Resistencia del aislamiento del núcleo. X Relación de transformación. X Polaridad y relación de fase. Factor de potencia de los aislamientos. Medida de las pérdidas en circuitos auxiliares. Prueba de excitación monofásica. Medida de la corriente de excitación y X pérdidas en vació. Medida de las pérdidas con carga e impedancia de cortocircuito. Medida de la impedancia de secuencia cero. Elevación de la temperatura.

X X

Mayores de 500 kVA Rutina Diseño Otras X X

X

X

X X X

X

X

X

X

X X

X

X X

X

X

X

X

X

X

X

X X

Pruebas dieléctricas

- Ensayo de Voltaje aplicado al X transformador. - Ensayo de voltaje aplicado a los circuitos auxiliares. - Impulso atmosférico. - Impulso frente de onda. - Impulso de maniobra. - Medida de las descargas parciales. Medida del ruido audible. Ensayo de la capacidad de corto circuito. Operación de los instrumentos. Análisis de gases disueltos.

X X

X

X X

X

X

X X

X

X

X

X X X X X X X

X X

X

Ensayos mecánicos

Sobre - presión del tanque. Hermeticidad del tanque. Pruebas tipo.

X X


X X

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENÍERIA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS ESTÁTICAS Son las pruebas que se realizan para determinar la capacidad de un diseño en particular, estilo o modelo de equipo en alcanzar los valores nominales estipulados y operar satisfactoriamente bajo condiciones normales de servicio ó bajo condiciones especiales si se especifica y demostrar el cumplimiento con las normas apropiadas de la industria. Las pruebas tipo se realizan solo en un transformador para justificar el cumplimiento de las especificaciones en equipos del mismo diseño.

CLASIFICACION DE LAS PRUEBAS SEGÚN ANSI C57.12.00 Resistencia eléctrica de los devanados. Objeto de la prueba. Verificar que no existen conexiones abiertas en el devanado. Verificar la calidad de las soldaduras (conexiones) en los devanados. Obtener información que posteriormente intervendrá en los cálculos de pérdidas con carga y ensayo de calentamiento.

  

Relación de transformación e identificación del grupo de conexión. Objeto de la prueba. Verificar que la desviación de la relación de voltajes de los valores especificados no exceda los límites dados. No exceda el límite de la norma. (0.5%). Simultáneamente se verifica el grupo de conexión del transformador bajo prueba. Verificar que todas las conexiones internas están correctas y cumplen con la polaridad y relación de fase requerido

  

Resistencia de los aislamientos. Objeto de la prueba  El objeto de la prueba es determinar la resistencia a la corriente de fuga de los aislamientos. Esta es una función de la contaminación y las impurezas contenidas en los aislamientos y de la temperatura de los mismos. Prueba de vacío o circuito abiertoObjeto de la prueba •

•

Con esta prueba se miden las P Nfe (pérdidas nominales en el fierro). Se recomienda hacer las mediciones de la prueba en el lado de B.T

A: Lee Io V: Lee V

1N

W: Lee PNfe


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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENÍERIA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS ESTÁTICAS Prueba de corto circuito Objeto de la prueba • •

Se cortocircuita cualquiera de los lados del trafo y se alimenta por el otro lado con su plena carga (IN) Con esta prueba se mide las perdidas nominales en el cobre y el Voltaje de corto circuito.

V: Lee V1CC (voltaje de corto circuito) A: Lee I1N W: Lee perdidas nominales en el cobre PNcu


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3. Equipo a Utilizar 1. Transformador de 1 KVA de 127/220 V, 60Hz

2. Autotransformador variable con capacidad de 3 A.


11


3. Resistencia de 60 K y resistencia variable 0-4.5

4. Condensador de 20 F


12


5. Vatímetro digital

6. Osciloscopio digital


13


7. Pinza Amperimetrica

8. Multímetro digital

8. Cables


14


4. Procedimiento 

Experiencia 1: Obtención de la curva característica B-H:

a. Construir el siguiente circuito:

b. Antes de energizar el circuito, el autotransformador deberá estar en la posición de tensión de salida cero. c. Después de verificar la corrección de las conexiones, cerrar el interruptor alimentando el autotransformador y elevar la tensión aplicada hasta un 30 % sobre la tensión nominal (127 V). d. Comprobar el adecuado funcionamiento de los instrumentos a utilizar. e. Reducir la tensión de salida del autotransformador a cero nuevamente y elevarla progresivamente registrando ahora valores de tensión y corriente, hacer mediciones hasta un 30 % sobre la tensión nominal.


15




Experiencia 2: Observación del lazo de histéresis y forma de onda de la corriente del reactor:

Variar la tensión del autotransformador a 22, 55, 110 y 143% de la tensión nominal y observar como varía la forma de la figura sobre la pantalla del osciloscopio. Hacer un bosquejo aproximado de esta figura para cada caso. 

Disposición física de las conexiones:


16




Experiencia 3: Corriente del reactor En el circuito anterior visualizar la señal aplicada a la sonda 2 variando la tensión desde 0 hasta 130 % de la tensión nominal del reactor (127 V), considerar 10 puntos. Asimismo tomar las lecturas de los instrumentos conectados.


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5. CUESTIONARIO 1.- La relación de los valores tomados en las experiencias efectuadas.

Donde:

B: Densidad del campo magnético (Tesla) H: Intensidad del campo magnético (A.Vuelta/m) Φ: Flujo del campo magnético (Weber ) Am: Área magnética de sección transversal, también denotada con S. V: Voltaje aplicado a la máquina. N: Número de espiras de la máquina eléctrica. lm: longitud media del reactor con núcleo de hierro.

N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

fdp

EXTREMOS B(T)

CENTRAL B(T)

V

I

W

14.06

0.07

0.4

0.2283

0.1141

30.08

0.1

1.8

0.4884

0.2442

44.3

0.12

3.8

0.7193

0.3596

60.8

0.17

6.8

0.9872

0.4936

76.7

0.26

10.8

1.2454

0.6227

89.1

0.45

15.7

1.4467

0.7234

101

0.72

23.3

1.6399

0.8200

115.2

1.17

34.9

1.8705

0.9352

131.8

1.9

55.5

2.1400

1.0700

149.8

3.04

70.1

2.4323

1.2161

Tabla 1.Cálculo de B(Tesla) mediante la 2da Formula.


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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENÍERIA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS ESTÁTICAS RAMAS EXTREMAS N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

I

H(A.vuelta/m) 24.4705 34.9579 41.9495 59.4284 90.8905 157.3105 251.6969 409.0074 664.2001 1062.7201

0.07 0.1 0.12 0.17 0.26 0.45 0.72 1.17 1.9 3.04

Tabla 2.

RAMA CENTRAL

u(Tesla.m/A.vuelta 0.0093 0.0140 0.0171 0.0166 0.0137 0.0092 0.0065 0.0046 0.0032 0.0023

H(A.vuelta/m) 89.2924 127.5605 153.0726 216.8529 331.6574 574.0223 918.4358 1492.4581 2423.6499 3877.8399

u(Tesla.m/A.vuelta 0.0013 0.0019 0.0023 0.0023 0.0019 0.0013 0.0009 0.0006 0.0004 0.0003

Calculo de u, H para las ramas extremas y central mediante la 3era y 4ta formula.

2.- Trazar las gráficas B Vs H y u Vs H y asimismo w Vs V explicar sus tendencias y qué significado tiene cada uno. RAMAS EXTREMAS B VS H 3.0 2.5 2.0 ) T ( 1.5 B

1.0 0.5 0.0 0

200

400

600

800

1000

1200

H(A.vuelta/m)

Ilus tración 1. Diagrama de B Vs H de las ramas extremas.


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RAMA CENTRAL B VS H 1.4 1.2 1.0 ) 0.8 T ( B0.6

0.4 0.2 0.0 0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

H(A.vuelta/m)

Ilustración 2. Diagrama de B Vs H de la rama central.



El efecto de saturación se puede observar más claramente en la curva de magnetización (también llamada curva BH o curva de histéresis) de una sustancia, en concreto en la región superior derecha de la curva. Mientras que el campo H se incrementa, el campo B se aproxima a un valor máximo de manera asintótica. Este valor al cual tiende asintóticamente el campo B es el nivel de saturación de esa sustancia.


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RAMA EXTREMA H vs u 0.020 0.018 0.016

a t 0.014 l e u v . 0.012 A / 0.010 m . a 0.008 l s e T 0.006 ( u 0.004 0.002 0.000 0

200

400

600

800

1000

1200

H(A.vuelta/m) Ilustración 3. Diagrama de u Vs H de las ramas extremas.

RAMA CENTRAL H vs u 0.003

0.002

a t l e u 0.002 v . A / m . a l s 0.001 e T ( u 0.001

0.000 0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

H(A.vuelta/m) Ilustración 4. Diagrama de u Vs H de la rama central.


21




La relación entre el campo de magnetización H y el campo magnético B también puede expresarse en términos de permeabilidad magnética: u=B/H o en términos de permeabilidad relativa ur=u/uo, donde ”uo” es la permeabilidad magnética del vacío. La permeabilidad de los materiales ferromagnéticos no es constante, sino que depende de H. En los materiales saturables la permeabilidad relativa se incrementa con H hasta un máximo, y luego mientras el material se aproxima a saturación, el efecto se invierte y la curva decrece hasta uno. PERDIDAS V vs W 80 70

) 60 W ( S 50 A40 D I D30 R E P 20 10 0 0

20

40

60

80

100

120

140

160

V

Ilustración 5.Diagrama de W (perdidas) Vs V.

La curva muestra un comportamiento creciente, esto quiere decir que la energía perdida en el hierro se hace más grande cuando se incrementa el voltaje aplicado. Además, Los materiales ferromagnéticos que muestran saturación, tales como el hierro, están compuestos de regiones microscópicas llamadas dominios magnéticos que actúan como pequeños imanes permanentes. Antes de que un campo magnético externo sea aplicado al material, los dominios se encuentran orientados al azar. Sus pequeños campos magnéticos apuntan en direcciones aleatorias y se cancelan entre sí, de modo que el material no produce un campo magnético global neto. Cuando se aplica un campo de magnetización externo H al material, lo penetra y causa la alineación de los dominios, provocando que sus pequeños campos magnéticos roten y se alineen paralelamente al campo externo, sumándose para crear un gran campo magnético que se extiende hacia fuera del material. Esto es llamado magnetización. Cuanto más fuerte sea el campo magnético externo, mayor será la alineación de los dominios. El efecto de saturación ocurre cuando ya prácticamente todos los dominios se encuentran alineados, por lo que cualquier incremento posterior en el campo aplicado no puede causar una mayor alineación.


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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENÍERIA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS ESTÁTICAS 3.- Graficar las pérdidas específicas en el hierro en (vatios 7kg) a 60 Hz, como una función de la inducción máximas expresadas en Tesla. Explicar la tendencia. Teniendo en cuenta las ecuaciones anteriores:   = . 



Y los datos de área media y número de espiras:

 = 0.0225 × 0.075 = 1687.5 × 10−   = 137  Obtenemos la siguiente tabla con los valores calculados. Tabla. Perdidas en el fierro e inducción magnética N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

V

I

W

CAMPO MÁXIMO B(T)

PÉRDIDAS

14.06

0.07

0.4

0.2283

0.05714

30.08

0.1

1.8

0.4884

0.25714

44.3

0.12

3.8

0.7193

0.54286

60.8

0.17

6.8

0.9872

0.97143

76.7

0.26

10.8

1.2454

1.54286

89.1

0.45

15.7

1.4467

2.24286

101

0.72

23.3

1.6399

3.32857

115.2

1.17

34.9

1.8705

4.98571

131.8

1.9

55.5

2.1400

7.92857

149.8

3.04

70.1

2.4323

10.01429

W/Kg

Figura 1. Perdidas especificas en el fierro vs. Inducción magnética La curva muestra un comportamiento creciente, esto quiere decir que la energía perdida en el hierro se hace más grande cuando se incrementa el voltaje aplicado y por ende el valor de máx (inducción magnética).


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Bmax vs Perdidas(W/Kg) 12.0

10.0

8.0

) g K / W ( S 6.0 A D I D R E P 4.0

2.0

0.0 0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

Bmax

Figura 1. Perdidas especificas en el fierro vs. Inducción magnética

4.- ¿Qué es el circuito equivalente en una máquina eléctrica? ¿En qué le es equivalente? El circuito equivalente de una maquina eléctrica es la representación circuital de ellay está formado por parámetros que representan las características eléctricas de dicha máquina y que ayudan a simplificar el análisis teórico de su comportamiento. Los parámetros son escogidos de tal manera que se relacionan directamente con una propiedad o aspecto de la máquina que se desea representar, pero el circuito no puede representar a la máquina en todos sus aspectos. Este circuito equivalente representa todas las consideraciones necesarias para el modelamiento eléctrico del reactor, tales como:  Los parámetros eléctricos de excitación V e  .  La resistencia interna de la bobina R.  Las dos componentes de la corriente de excitación:  La componente de pérdidas Ir y la componente de magnetización  tal que cumplan:  =  +  . Laboratorio Nro. 01: El reactor de núcleo de hierro

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENÍERIA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS ESTÁTICAS  Las oposiciones a  e  , que son:  La oposición a  , o sea la resistencia de pérdidas en el hierro: r o su conductancia

equivalente g.  La oposición a  , o sea, la reactancia magnetizante  o su susceptancia equivalente b.  La admitancia correspondiente seria  =   .


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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENÍERIA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS ESTÁTICAS A continuación se muestra un esquema representativo del reactor y su correspondiente circuito equivalente:

Circuito equivalente:


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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENÍERIA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS ESTÁTICAS 5) Elaborar el circuito equivalente del reactor para su tensión nominal. De los datos de la experiencia, obtenemos la corriente y la PFe para la tensión nominal del reactor que es de 115V.

Vrms (V) 115

I(A) 1.3352

PFe(W) 32.0547

Con estos valores, se calcula los parámetros susceptancia de magnetización y la permeancia con las siguientes relaciones:

PFe 32.0547 = = 2.4238 × 10− S   V 115 I 1.3352 Y = o= = 0.01161 S V 115

g =

b = √ Y   g = 0.0113542 S

El circuito equivalente del reactor para su tensión nominal, será el siguiente:


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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENÍERIA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS ESTÁTICAS 6) Explicar el principio de funcionamiento del circuito para la observación del lazo de histéresis. El principio de funcionamiento para observar el lazo de histéresis asociado al circuito, se debe a cabo a la diferencia de potencial entre los extremos de la capacitancia del amplificador vertical. Este voltaje será proporcional al voltaje inducido en el reactor (E) y al flujo magnético inducido B. El amplificador horizontal recibe el potencial que existe entre los extremos de la resistencia variable, el cual es proporcional a la corriente que pasa por el reactor; esta corriente es directamente proporcional a la intensidad de flujo magnético. De esta manera se obtiene entre las placas vertical y horizontal un voltaje proporcional a B y H, este proceso se refleja en el osciloscopio como un lazo, el cual es llamado lazo de histéresis.


28


7. ¿Qué funcione desempeña el condensador de 20 uF y la resistencia de 60kΩ en la

parte 3.2 de la experiencia? Desempeñan una función de circuito integrador. La integración temporal de la señal se rea liza electrónicamente mediante un dispositivo integrador, el voltaje de la salida del integrador será proporcional a la imanación (B). La resistencia de 60 KΩ servirá como limitador de corriente ya que el osciloscopio trabaja con

pequeñas corrientes, además esta resistencia se utiliza para cerrar el lazo en paralelo (de esta forma existe una corriente circulante y una diferencia de potencial medible en la capacitancia), pero sin modificar mucho la corriente que circula por el reactor (ya que la resistencia es muy grande simulando circuito abierto). Asimismo, el condensador y la resistencia nos permitirán crear el desfasaje necesario para poder representar en el osciloscopio el lazo de histéresis. Junto con la señal obtenida de la resistencia de 0-4.5 ohm, que es proporcional a la intensidad de campo magnético (H), se formara la curva de histéresis (B-H) en el osciloscopio.

8. Dar 5 conclusiones a la experiencia y plantear algunas recomendaciones. (Ajuntado en la siguiente página)


29


CONCLUSIONES 

Se llegó a determinar las características de magnetización del material usado en el laboratorio.



Se obtuvieron buenos datos en la primera experiencia realizada ya que al observar las curvas B-H y µ-H obtenidas con estos datos, se asemejan a las curvas teóricas de los materiales ferromagnéticos más usados.



Al observar las curvas de histéresis obtenidas, se puede concluir que a mayor corriente éstas se pueden apreciar de mejor manera, de igual manera las magnitudes magnéticas medidas dependen directamente de la corriente. También se demuestra que las curvas de histéresis nos indican la magnetización del material, con su densidad de campo remanente e intensidad de campo coercitivo.



Se logró identificar que tanto el condensador como la resistencia se ponen a manera de circuito R-C, para generar un desfasaje para el reactor (ya que lo trata como si fuese una inductancia pura). Así, se pueden realizar mediciones más precisas con el osciloscopio.


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6. RECOMENDACIONES 

Tener las dimensiones exactas del reactor a utilizar, así como sus especificaciones técnicas, para que así disminuya el porcentaje de error en los cálculos a realizar.

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Verificar el funcionamiento de los equipos y que estén en las escalas adecuadas, así mismo observar periódicamente que se encuentren calibrados para evitar errores en las medidas.

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Verificar el correcto montaje del circuito descrito para la adecuada realización de la experiencia, para así evitar problemas y/o daños de los equipos de medida, como también de los accesorios y componentes del circuito establecido.

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Verificar que el osciloscopio este correctamente configurado para que nos muestre la gráfica de la curva de histéresis.

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Verificar que las sondas del osciloscopio se encuentre en buen funcionamiento, para ello se recomienda ver la onda sinusoidal en la pantalla del osciloscopio, y comprobar que la onda sea perfectamente sinusoidal.

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No usar demasiados cables de conexión, pues causan que la imagen se vea con ruido, dificultando la visualización real de la imagen.


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LABO 1 ESTATICAS

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