UNIVERSIDAD UNIVERS IDAD CATOLICA CATOLICA DE SANT S ANTA A MARIA
Facultad de ciencias e ingenierías físicas y formas PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERIA MEANIA! MEANIA ELE"RIA # MEA"RONIA
Curso Laboratorio de Maquinas Electricas Docente : ING Luis A! C"irinos Alu#no : Elier Obando $lores Gru%o:&'
Informe de ciclo de histeresis Objetivo:
Distin(uir con "abilidad ) destre*a la estructura ) #ateriales con los que se constru)en las #+quinas el,ctricas est+ticas ) rotati-as
Ele#entos a utili*ar en el ensa)o Trans.or#adores de &!/ ) &!'/ 0VA1 2& 3*1 44&566& V &6 Autotrans.or#ador -ariable de & 7 44& V &6 A#%er8#etro de C!A!1 &6 Volt8#etro de C!A! &6 Vat8#etro de & 7 / A1 49& V &6 Milia#%er8#etro &6 uente de ;"eatstone
ACTIVIDADES:
a< Ensa)o de las caracter8sticas de E=citaci>n! To#ar el bobinado de ?!T! @66&V< ) ar#ar el circuito de la (ura 6! des%u,s de -ericar las cone=iones del circuito ener(i*ar incre#entando la tensi>n de ali#entaci>n desde & V de 6& en 6& V "asta el 64&B de la Un @tensi>n no#inal<1 to#ando los si(uientes dato del circuito: V1 I1 ;1 deter#inar el -alor de S ) el -alor de en una tabla!
Des%u,s de desener(i*ado el circuito #edir la resistencia del bobinado con el %uente de ;"eatstone!
CUESTIONARIO 1-. escrib! l! cl!si"c!ci#n de los m!teri!les ferrom!$n%ticos se$&n l! concentr!ci#n de s'lice ( indic!r s)s !*lic!ciones
Al(unas Aleaciones:
I< El AceroSilicio: Es la aleaci>n #+s i#%ortante el "ierrosilicio1 ta#bi,n lla#ado acerosilicio1 contiene un %orcentae -ariable de F/B de silicio! Esta aleaci>n recibe ade#+s un trata#iento t,r#ico ) con ello se obtiene un #aterial que tiene #eor %er#eabilidad ) al #is#o tie#%o #a)or resistencia el,ctrica ) ,sto i#%lica una dis#inuci>n de las %,rdidas %or corrientes %ar+sitas! El acero silicio se .abrica en l+#inas de !/## a H!'/## de es%esor ) de acuerdo con el %orcentae de silicio se obtienen di.erentes ti%os de aleaciones: i< $ield Grade: FB de silicio con una resistencia es%ec8.ica de 6&Jc#! Se e#%lea en la construcci>n de %equeKos #otores! ii< Ar#adura Grade : B de silicio con una resistencia es%ec8.ica de 6HJ c#! Se e#%lea en %equeKos #otores (eneradores ) en (eneral en los dis%ositi-os donde se desea tener altas densidades de uo sin que interesen #a)or#ente las %,rdidas en el ncleo! iii< Electrical Grade: 6B de silicio con una resistencia es%ec8.ica de 42J c#! Se e#%lea en #otores ) (eneradores de %otencias #edias1 en trans.or#adores1 rela)s ) otros a%aratos diseKados %ara o%eraci>n inter#itente! i-< Motor Grade: 4!/B de silicio con una resistencia es%ec8.ica de 94J c#! Se e#%lea en #otores ) (eneradores #edianos de buena eciencia en a%aratos de control ) en trans.or#adores %ara radios! -< D8na#o Grade: '!/B de silicio con una resistencia es%ec8.ica de /&Jc#! Se e#%lea en #otores ) (eneradores de alta eciencia1 %equeKos trans.or#adores de %otencia ) trans.or#adores de radio! -i< Trans.or#ador Grade: /B de silicio con una resistencia es%ec8.ica de /2Jc#! Se e#%lea en los (randes trans.or#adores de %otencia1 en (randes alternadores de alta eciencia ) en (eneradores s8ncronos
+-. etermin!r los ti*os de n&cleo ,)e se estn )tili!ndo en l! constr)cci#n de tr!nsform!dores / l!s vent!j!s / desvent!j!s ,)e *resent!n
E=isten 4 ti%os de ncleos .unda#entales de estructura del trans.or#ador ellos son el ti%o ncleo ) el ti%o acora*ado1 los cuales se detallan a continuaci>n!
Transformadores Tipo columnas
Este ti%o de ncleo se re%resenta en el si(uiente (r+co1 Este ncleo no es #aci*o1 sino que est+ .or#ado %or un %aquete de c"a%as su%er%uestas1 ) aisladas el,ctrica#ente entre s8!
La aislaci>n entre c"a%as se consi(ue con barnices es%eciales1 con %a%el de seda1 o si#%le#ente o=idando las c"a%as con un c"orro de -a%or
Ventaas
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El bobinado de baa se constru)e sobre el ncleo ) lue(o1 se%arado %or un #aterial aislante1 se coloca el bobinado de alta! ueden ser de ' > / colu#nas! Ma)or .acilidad %ara sustituci>n de bobinados1 ensa#ble ) des#ontae! Ma)or .acilidad de re%araci>n en sitio!
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Es el ti%o de trans.or#ador #+s co#n! Su .or#a constructi-a lo obli(a a ser o%erado en %osici>n -ertical!
TRANSFORMADORES TIPO ACORAZADO
Este ti%o de ncleo es #+s %er.ecto1 %ues se reduce la dis%ersi>n1 se re%resenta en la (ura1 en -istas! Obs,r-ese que las l8neas de .uer*a de la %arte central1 alrededor de la cual se colocan las bobinas se bi.urcan abao ) arriba "acia los 4 costados1 de #anera que todo el contorno e=terior del ncleo %uede tener la #itad de la %arte central! Esto -ale %ara las 4 ra#as laterales co#o ta#bi,n %ara las 4 cabe*as! ara ar#ar el ncleo acora*ado ta#bi,n se lo constru)e en tro*os1 unos en .or#a de E ) otros en .or#a de I1 ) se colocan alternados1 %ara e-itar que las untas coincidan! El ncleo es %osicionado -ertical#ente alrededor de los de-anados actuando co#o un so%orte de los #is#os! Construcci>n del bobinado de 3V entre el de-anado de LV@ti%o sandic"
Ventaas • • •
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A%licaciones %ara %otencias #a)ores! Reduce la dis%ersi>n del uo #a(n,tico! Su .or#a constructi-a1 con el ncleo #a(n,tico en-ol-iendo los arrollados1 %ro-ee robuste* .rente a los es.uer*os electro#ec+nicos %roducidos %or las corrientes de cortocircuito ) es.uer*os durante el traslado ) ubicaci>n1 a la -e* que "ace al equi%o #+s co#%acto! Versatilidad %ara trabaar en %osici>n "ori*ontal o -ertical!
0-. r!",)e 2 vs I . 3 vs 2
V
A 4& '& 9& /& 2& Q& & H& 6&& 66& 64& 6'&
&!66H4 &!6/Q &!6H' &!4'9 &!4Q2 &!'4/ &!'QQ &!9'/ &!/&/ &!/2 &!2Q &!QH6
S 4 ' / Q 6& 6' 62 6H 4' 4 '' 'H
4!'9 9!Q6 Q!Q4 66!Q 62!/2 44!Q/ '&!62 'H!6/ /&!/ 29!92 6!'2 6&4!'
6!4HQ96 '!2'&HH4 /!4&9 H!'Q9H2Q 6'!6HHQ2 6!22H' 4/!/226 '9!4'&9' 99!H/'6 /!&266 Q9!'22HH H/!69Q'
P /&!&&/' /Q!/&/4 /Q!&Q&6/ /H!6&'6 /!Q'Q 2&!4//64 24!&/'Q 29!6646 2/!/6''4 22!/4&H9 2Q!H444H 2H!44HH'
4-. 56or ,)% siem*re se enc)entr! l!min!do el m!teri!l ferrom!$n%tico de l!s m,)in!s el%ctric!s7( indic!r los es*esores en l!s lmin!s ms )tili!dos
L osma t e r i a l e sf e r r o ma gn ét i c o sb l a nd osod ul c e ss o n mu yu t i l i z a do se nl o sn úc l e osd e t odasl asmáqui nasel éc t r i c as( t r ans f or mador es ,mot or es ,gener ador es ,r el és ,et c . )y aque p er mi t e nc on ce nt r a ryc ana l i z are lfl uj omag né t i c oge ne r ad op orl a sbo bi n asqu ec on t i e ne n d i c ha smá qu i n as ,l afi na l i d add ed i c ha sl ámi n asesmi n i mi z arl a sp ér d i da se nl o snú cl e os debi dasal asco r r i ent espar á si t asdeFouc aul t .Eles pes ordel aschapaspar af r ec uenc i a d er e ds u e l es e rd e0 , 3 5mm p e r op a r af r e c u e nc i a smá sal t a ss ee mp l e a nc h a p asmá s d el g ad asdeh as t a0 , 1 5mm. .L o sma t e r i a l e sma gn é t i c o sbl a nd oss o nl o sq ues ep u ed en mag ne t i z aryd es ma gne t i z arc o nf a ci l i d ad,p orl ot an t oe st o sma t e r i al e sde be nt en eru na f u er z ac o er c i t i v ab aj a yu n ma gn et i s mo r e ma ne nt eb aj o ,e sd ec i r ,q ue l as u pe r fi c i e abar c adaporelc i c l odehi s t ér es i sdebes erl amí ni mapos i bl eyp orl ot ant ol aspér di das p orh i s t é r e s i sde be ns e rmí n i ma s .Ad emá sd eb enc u mp l i rq uel ap er me ab i l i d adma gn ét i c a s eael ev adaas íc omoel fl uj odes at ur ac i ón( el c i c l odehi s t ér es i sdebes eral t oyes t r ec ho) .
8.8.- El!bor!r )n! t!bl! indic!ndo l! cl!se de !isl!nte / l! tem*er!t)r! de o*er!ci#n norm!l
u, ti%os de en.ria#iento e=isten en trans.or#adores E=%lique con detalle Ti%os de En.ria#iento en Trans.or#adores El #,todo de en.ria#iento de un trans.or#ador es #u) i#%ortante1 )a que la disi%aci>n del calor1 inu)e #uc"o en su tie#%o de -ida ) ca%acidad de car(a1 as8 co#o en el +rea de su instalaci>n ) su costo! ! Ti%o AA Trans.or#adores ti%o seco con en.ria#iento %ro%io1 estos trans.or#adores no contienen aceite ni otros l8quidos %ara en.ria#iento1 el aire es ta#bi,n el #edio aislante que rodea el ncleo ) las bobinas1 %or lo (eneral se .abrican con ca%acidades in.eriores a 41&&& VA ) -oltaes #enores de 6/ V! 4! Ti%o A$A Trans.or#adores ti%o seco con en.ria#iento %or aire .or*ado1 se e#%lea %ara au#entar la %otencia dis%onible de los ti%o AA ) su ca%acidad se basa en la %osibilidad de disi%aci>n de calor %or #edio de -entiladores o so%ladores!
'! Ti%o AA5$A Trans.or#adores ti%o seco con en.ria#iento natural ) con en.ria#iento %or aire .or*ado1 es b+sica#ente un trans.or#ador ti%o AA al que se le adicionan -entiladores %ara au#entar su ca%acidad de disi%aci>n de calor! 9! Ti%o OA Trans.or#ador su#er(ido en aceite con en.ria#iento natural1 en estos trans.or#adores el aceite aislante circula %or con-ecci>n natural dentro de una tanque que tiene %aredes lisas o coru(adas o bien %ro-istos con tubos radiadores! Esta soluci>n se ado%ta %ara trans.or#adores de #+s de /& VA con -oltaes su%eriores a 6/ V! /! Ti%o OA5$A Trans.or#ador su#er(ido en l8quido aislante con en.ria#iento %ro%io ) con en.ria#iento %or aire .or*ado1 es b+sica#ente un trans.or#ador OA con la adici>n de -entiladores %ara au#entar la ca%acidad de disi%aci>n de calor en las su%ercies de en.ria#iento! 2! Ti%o OA5$OA5$OA Trans.or#ador su#er(ido en l8quido aislante con en.ria#iento %ro%io5con aceite .or*ado 7 aire .or*ado5con aceite .or*ado5aire .or*ado! Con este ti%o de en.ria#iento se trata de incre#entar el r,(i#en de car(a de trans.or#ador ti%o OA %or #edio del e#%leo co#binado de bo#bas ) -entiladores! El au#ento de la ca%acidad se "ace en dos %asos: Se usan la #itad de los radiadores ) la #itad de las bo#bas con lo que se lo(ra au#entar en 6!'' -eces la ca%acidad del ti%o OA1 Se "ace trabaar la totalidad de los radiadores ) bo#bas con lo que se lo(ra un au#ento de 6!22Q -eces la ca%acidad del OA! Se .abrican en ca%acidades de 6&1&&& VA #ono.+sicos ) 6/1&&& VA tri.+sicos! Q! Ti%o $OA Su#er(ido en l8quido aislante con en.ria#iento %or aceite .or*ado ) de aire .or*ado! Estos trans.or#adores %ueden absorber cualquier car(a de %ico a %lena ca%acidad )a que se usa con los -entiladores ) las bo#bas de aceite trabaando al #is#o tie#%o! ! Ti%o O; Su#er(ido en l8quido aislante con en.ria#iento %or a(ua1 en estos trans.or#adores el a(ua de en.ria#iento es conducida %or ser%entines1 los cuales est+n en contacto con el aceite aislante del trans.or#ador ) se drena %or (ra-edad o %or #edio de una bo#ba
inde%endiente1 el aceite circula alrededor de los ser%entines %or con-ecci>n natural! H! Ti%o $O; Trans.or#ador su#er(ido en l8quido aislante con en.ria#iento de aceite .or*ado ) con en.riadores de a(ua .or*ada! Este ti%o de trans.or#adores es %r+ctica#ente i(ual que el $O1 s>lo que el ca#biador de calor es del ti%o a(ua 7 aceite ) se "ace el en.ria#iento %or a(ua sin tener -entiladores!
9-. 5)% es el circ)ito e,)iv!lente de )n! m,)in! el%ctric!7 Un circuito e$ui%alente es un circuito que conser-a todas las caracter8sticas el,ctricas de un circuito dado! Con .recuencia1 se busca que un circuito equi-alente sea la .or#a #+s si#%le de un circuito #+s co#%leo %ara as8 .acilitar el an+lisis! or lo (eneral1 un circuito equi-alente contiene ele#entos %asi-os ) lineales! Sin e#bar(o1 ta#bi,n se usan circuitos equi-alentes #+s co#%leos %ara a%ro=i#ar el co#%orta#iento no lineal del circuito ori(inal! Estos circuitos co#%leos reciben el no#bre de macromodelos del circuito ori(inal!
;-. 56or ,)% el re! / l! form! del l!o de hist%resis de los re!ctores son diferentes7
Cuando se #a(neti*a en una direcci>n un #aterial .erro#a(n,tico1 no -uel-e de nue-o a #a(neti*aci>n cero cuando cesa el ca#%o #a(n,tico i#%ulsor! Debe ser i#%ulsado "acia atr+s de nue-o a cero #ediante un ca#%o con direcci>n o%uesta! Si se a%lica al #aterial un ca#%o #a(n,tico alterno1 su #a(neti*aci>n tra*ar+ un bucle lla#ado ciclo de "ist,resis! La .alta de tra*abilidad de la cur-a de #a(neti*aci>n es la %ro%iedad lla#ada "ist,resis ) se relaciona con la e=istencia de do#inios #a(n,ticos en el #aterial! Una -e* que los do#inios #a(n,ticos se reorientan1 se necesita un %oco de ener(8a %ara -ol-erlo de nue-o "acia atr+s! Esta caracter8stica de los #ateriales .erro#a(n,ticos es de utilidad co#o #e#oria #a(n,tica! Al(unas co#%osiciones de #ateriales .erro#a(n,ticos1 retienen la #a(neti*aci>n i#%uesta indenida#ente1 ) son tiles co#o i#anes %er#anentes! Las caracter8sticas de #e#oria #a(n,ticas de los >=idos de "ierro ) cro#o1 lo "acen tiles %ara la (rabaci>n de cintas ) %ara el al#acena#iento #a(n,tico de datos en discos de ordenador!
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a( (o#ara!usr!coo%-((!co#!ar5$iles5Electro#a(netis#o!%d.
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"tt%:55%atricioconc"a!ubb!cl5trans.or#adores5#ateriales.erro#a(neticos!"t # "tt%:55!uib!cat5de%art5d.s5GTE5education5industrial5con#aqelectriques5 teoria5LibroB4&MaquinasB4&UNI$IEEMA!%d. a( 4& "tt%s:55es!ii%edia!or(5ii5Circuitoequi-alente
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