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PRACTICA 1

[PRUEBA DE TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS]

INSTITUTO TECNICO RICALDONE - UNIVERSIDAD DON BOSCO FACULTAD DE ESTUDIOS TECNOLÓGICOS (PILET) CICLO I – 2013

Tema: “PRUEBA DE TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS” Alumnos: Christopher Alexander Montano Hernández Docente: Ing. William Amaya Materia: Maquinas Eléctricas I Carnet: MH121182

San Salvador, 07 de Febrero del 2013. Maquinas Eléctricas I

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PRACTICA 1

[PRUEBA DE TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS]

INTRODUCCIÓN En el presente reporte daremos paso a resolver la guía de la practica 1 de la materia de Maquinas Eléctricas I denominada “Prueba de transformadores Monofásicos” Pero debemos conocer aspectos básicos y generales de los transformadores, como por ejemplo que los transformadores son problamente la parte de equipo de mayor uso en la industria eléctrica, varían de tamaños, pero todos los transformadores tienen las mismas propiedades básicas. Cuando existe una inducción mutua entre 2 bobinas o devanados, un cambio en la corriente que pasa por uno de ellos induce un voltaje en el otro. Todos los transformadores poseen un devanado primario y un devanado secundario. Cuando un transformador esta funcionando, pasan corrientes alternas por sus devanados y se establece un campo magnético alterno en el núcleo de hierro. Instrumentos y Equipos para realizar la actividad:  Modulo de Transformador (EMS 8341)  Modulo de fuente de alimentación (EMS 8821)  Modulo de medición de c-a (EMS 8426)  Cables de conexión (EMS 8425)

Maquinas Eléctricas I

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PRACTICA 1

[PRUEBA DE TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS]

PROCEDIMIENTO Y ANALISIS DE RESULTADO 1. Examine la estructura del modulo EMS 8341 del trasformador, fijándose especialmente en el trasformador, las terminales de conexión y el alambrado. a) El núcleo del trasformador esta hecho de capas delgadas (laminaciones) de Aero, identifíquelo. b) Observe que los devanados del trasformador están conectados en los terminales montados en la bobina del trasformador. c) Observe que estos devanados van conectados a las terminales de conexión montadas en la cara del modulo. 2. Identifique los tres devanados independientes del trasformador marcados en la cara del modulo: a) Anote el voltaje nominal de cada uno de los 3 devanados  Terminales 1 a 2 =

120

V c-a

 Terminales 3 a 4 =

208

V c-a

 Terminales 5 a 6 =

120

V c-a

b) Escriba el voltaje nominal entre las siguientes terminales de conexión:  Terminales 3 a 7 =

104

V c-a

 Terminales 7 a 8 =

76

V c-a

 Terminales 8 a 4 =

28

V c-a

 Terminales 3 a 8 =

180

V c-a

 Terminales 7 a 4 =

104

V c-a

 Terminales 5 a 9 =

60

V c-a

 Terminales 9 a 8 =

60

V c-a

C) Identifique la corriente nominal de cada una de las siguientes conexiones:  Terminales 1 a 2 =

0.5

A c-a

 Terminales 3 a 4 =

0.3

A c-a

 Terminales 5 a 6 =

0.5

A c-a

 Terminales 3 a 7 =

0.3

A c-a

 Terminales 8 a 4 =

0.3

A c-a

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PRACTICA 1

[PRUEBA DE TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS]

3. Use la escala mas baja del ohmímetro y mida y anote la resistencia en c-d de cada uno de los devanados:  Terminales 1 a 2 =

7.8

Ω

 Terminales 3 a 4 =

24.5 Ω

 Terminales 3 a 7 =

12.1

Ω

 Terminales 7 a 8 =

9.3

Ω

 Terminales 8 a 4 =

3.7

Ω

 Terminales 5 a 6 =

8.0

Ω

 Terminales 5 a 9 =

3.9

Ω

 Terminales 9 a 6 =

4.3

Ω

4. A continuación medirá los voltajes del secundario sin carga, cuando de aplican 120V c-d al devanado primario.

a) Conecte el circuito que se ilustra en la Figura 39-1 b) Conecte la fuente de alimentación y ajústela a 120V c-d según lo indique el voltímetro conectado a las terminales 4 y N. c) Mida y anote el voltaje de salida E. d) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentación. e) Repita los procedimientos (b, c y d) midiendo el voltaje de salida

para cada devanado que

se indica.  Devanado 1 a 2 =

120

V c-a

 Devanado 3 a 4 = 204.5 V c-a  Devanado 5 a 6 =

118.2 V c-a

 Devanado 3 a 7 =

102.4 V c-a

 Devanado 7 a 8 = 74.96 V c-a  Devanado 8 a 4 = 27.43 V c-a  Devanado 5 a 9 = 59.14 V c-a  Devanado 9 a 6 = 59.14 V c-a

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[PRUEBA DE TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS]

PRACTICA 1 5.

a) ¿Concuerdan los voltajes medidos con los valores nominales?

No , si algunos difieren

explique por qué. R// Debido a las perdidas de potencia en la vida real, ya que no es un transformador ideal si no que es real. b) ¿Puede medir el valor de la corriente magnetizante (de excitación)? Sí ¿Por qué? R// Ya que la corriente necesaria para generar un campo magnético ya que depende de la tensión aplicada en el Devanado primario, densidad de flujo y la corriente magnetizante del transformador. 6. Los devanados 1 a 2 y 5 y 6 tienen 500 vueltas de alambre. El devanado 3 a 4 tiene 865 vueltas calcule las siguientes relaciones de vueltas

a)

=

=1:1

b)

=

=0.57:1

7. a) Conecte el circuito que aparece en la figura 39-2. Observe que el medidor de corriente pone en cortocircuito el devanado 5 y 6. b) Conecte la fuente de alimentación y aumente gradualmente el voltaje hasta que la corriente de cortocircuito c) Mida y anote

sea 0.4 A c-a y

.



=

0.435

A c-a



=

8.749

A c-a



=

0.433

A c-a

d) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentación.

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[PRUEBA DE TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS]

PRACTICA 1

e) Calcule la relación de corriente:

 f) ¿Es igual la relación de corrientes a la relación de vueltas? Si explique por qué. R// Tienen la misma relación de vueltas y por ende su relación de corriente es igual.

8. a) conecte el circuito que aparece en la figura 39-3. Observe que el medidor de corriente pone en cortocircuito al devanado 3 y 4. b) Conecte la fuente de alimentación y aumente gradualmente el voltaje hasta que la corriente que pasa por el devanado primario c) Mida y anote

y

sea 0.4 A c-a.

.



=

0.245

A c-a



=

15.18

V c-a

d) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentación. e) Calcule la relación de corriente:

 f) Considere esta relación de corriente, ¿es la inversa de la relación de vueltas? Si

Explique

por que: R// Se debe a la relación de vueltas de los devanados, ya que el primero tiene mayor numero de vueltas que las que tiene el secundario.

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PRACTICA 1

[PRUEBA DE TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS]

9. A continuación determinará el efecto de saturación del núcleo en la corriente de excitación de un transformador. a) Conecte el circuito que se ilustra en la figura 39-4. Observe que las terminales 4 y 5 de la fuente de alimentación se van a usar ahora. Estas terminales proporcionan un voltaje variable de 0-208V c-a. b) Conecte la fuente de alimentación y ajústela a 25V c-, tomando en cuenta esta lectura en el voltímetro conectado a las terminales 4 y 5 de la fuente de alimentación. c) Mida y anote las corrientes de excitación,

, el voltaje de salida

para cada voltaje de

entrada que se indica en la Tabla 39-4. d) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentación.

V c-a mA c-a V c-a 25 0.009 25.84V 50 0.0013 51.72V 75 0.018 76.48V 100 0.024 100.9V 125 0.032 124.6V 150 0.046 120.4V 175 0.74 174.1V 200 0.122 199.8V Tabla 39-1

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[PRUEBA DE TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS]

PRACTICA 1 10.

a) Marque los valores de corriente anotados, en la grafica de la Figura 39-5. Luego trace una curva continua que pase por todos los puntos marcados. b) Observe que la corriente de magnetización aumenta rápidamente después de alcanzar ciertos voltajes de entrada. c) ¿Ha variado la relación de voltaje entre los 2 devanados, debido a la saturación del núcleo? Si Explique por qué. R// Vario ya que hubo una mayor tensión, es decir la corriente de magnetización aumento.

Figura 39-5 250

200

150 Valores Y 100

50

0 0

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20

40

60

80

100

120

140

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PRACTICA 1

[PRUEBA DE TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS]

Prueba de conocimientos 1. Si la corriente de cortocircuito que pasa por el devanado secundario 9 a 6, fuera 1A c-a, ¿Cuál sería la corriente que pasaría por el devanado primario 1 a 2? R// =

= 1A

=

x1

=? = 120v

= 0.5A

= 60v 2. Si se pone en cortocircuito el devanado secundario 7 a 8 y el devanado primario 5 a 6 toma una corriente de 0.5A c-a: a) Calcule la corriente de corto-circuito que pasa por el devanado 7 a 8. R//

=

=?

=

= 0.5A = 120V

= 0.78A c-a

= 76V

b) ¿Por qué se deben realizar estas pruebas con la mayor rapidez posible? R// Por que se esta cortocircuitando las bobinas. 3. Si se aplica 120V c-a al devanado 3 a 4, indique los voltajes de se tendrán en: a) Devanado 1 a 2=

69.36 V c-a

b) Devanado 5 a 9=

34.68 V c-a

c) Devanado 7 a 8=

43.8

d) Devanado 5 a 6=

69.36 V c-a

V c-a

4. ¿Cuál de los devanados del procedimiento 7 disipa más calor? ¿Por qué? R// El devanado primario disipa mayor calor en comparación del devanado segundo, aunque la diferencia sea hasta cierto punto despreciable pues los voltajes y corrientes que se manejan en cada devanado son prácticamente iguales variando solo por las perdidas que se tienen.

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[PRUEBA DE TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS]

5. Si se aplicara un voltaje de 120V c-a al devanado 1 a 2 con el devanado 5 a 6 en cortocircuito:

a) ¿Cuál sería la corriente de cada devanado? = 0.435

= 8.121

=?

= 120

= 6.42Aca Las corrientes en ambos devanados seria de 6.42 amperios debido a que tienen una relación de 1:1 b) ¿Cuantas veces es mayor esta corriente que su valor normal? R// 12.84 Veces c) ¿Cuántas veces es mayor el calor generado en los devanados en estas condiciones, que en condiciones normales? 6. Suponga que tiene una fuente de alimentación de 120V c-a y que todos los devanados del módulo de trasformador desarrollan su voltaje nominal; a continuación se dejaron espacios para que usted indique como conectaría los devanados ara obtener los siguientes voltajes.

120V

88V

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PRACTICA 1

[PRUEBA DE TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS]

CONCLUSIÓN En el presente reporte denominado “Prueba de transformadores monofásicos” ha sido concluido de manera que podemos mencionar sobre lo que hemos aprendido como que las distintas relaciones que nos presenta el transformador monofásico entre ellas aprender a relacionar voltaje, corrientes y numero de vueltas en ambos devanados para poder realizar problemas en los cuales se solicitaban encontrar incógnitas para el diseño y medición de cada transformador, o que cuando un transformador esta funcionando, pasan corrientes alternas por sus devanados estableciendo un campo magnético alterno en el núcleo de hierro. A medida se fue desarrollando la guía de la primera practica con los resultados que se eran obtenidos ayudaron a que fuera posible estudiar los fenómenos electromagnéticos que surgen en un transformador monofásico, aprendiendo a medirlos y así comprender su funcionamiento siendo capaces de medir corrientes de cortocircuito, la capacidad de los voltímetros y estudiar las corrientes de excitación. Ese es el principio para poder realizar las medidas de voltaje y corrientes con las debidas precauciones que se deben tomar en cuenta y estas nos permitirán poder realizar cálculos y nos enseñaran como funcionan un transformador e incluso aprender a diseñar uno. Los Instrumentos y Equipos virtuales para realizar la actividad fueron:  Modulo de Transformador (EMS 8341)  Modulo de fuente de alimentación (EMS 8821)  Modulo de medición de c-a (EMS 8426)  Cables de conexión (EMS 8425)

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