Informe de laboratorio de conversión electromecánica n°2

Informe de laboratorio de conversión electromecánica de la energíaExperiencia n°2: Transformador Monofásico de Potencia con carga

Informe de laboratorio de conversión electromecánica

Experiencia n°2:Transformador Monofásico de Potencia con carga

Integrantes : Felipe BarreraJorge ContrerasFrancisco Cortez Iván ZamoraSamuel Vargas

Profesor: Carlos Ávila Fecha: 20/10/2015

Marco teórico


Regulación de voltaje en un transformador

Debido a que un transformador real tiene dentro de él impedancias en serie, el voltaje de salida de un transformador varía con la carga incluso cuando el voltaje de entrada permanece constante. Para comparar convenientemente los transformadores en este aspecto, se acostumbra definir una cantidad

llamada “regulación de voltaje . La regulación de voltaje a plena carga es una cantidad que compara el voltaje de salida de un transformador sin carga (en vacío) con el voltaje de salida a plena carga (también conocida como tensión asignada o nominal). Los valores nominales son aquellas para las cuales se ha proyectado el transformador y serán los valores base empleados en los ensayos y en la utilización del transformador.

Un transformador alimentado con la tensión nominal dará en el secundario en vacío la tensión

nominal .Cuando el transformador trabaje en carga, se producirán caídas de tensión. En el

secundario aparece .

(Caída de tensión).

De manera general, se puede definir la regulación de acuerdo a la ecuación:

Si la regulación se refiere al primario como en la figura 1.2 del transformador, la ecuación sería:


Normalmente es deseable tener una regulación de voltaje tan pequeña como sea posible. Para un

transformador ideal .

La manera mas fácil de determinar el efecto de las impedancias y los ángulos de fase reales en a regulación de voltaje del transformador es por medio del examen de un diagrama fasorial, un dibujo de los voltajes y corrientes fasoriales en el transformador. La figura 1.3 corresponde al diagrama fasorial del circuito equivalente del transformador referido al primario de manera mas completa.

Si se considera que el transformador posee una carga por la cual circula una corriente con un factor de potencia inductivo (o en retraso), el rendimento sería:


donde

Si se considera el grado de carga , se puede relacionar el rendimiento como

, por lo que el rendimiento queda

Haciendo un análisis similar para una carga capacitiva se logra

Cuando la carga es de tipo

resistiva:

carga inductiva:

carga capacitiva:

Rendimiento o eficiencia de un transformador

Una máquina eléctrica presenta perdidas fijas y perdidas variables. Las perdidas fijas se componen de las perdidas mecánicas, que no existen en el transformador (al no poseer esta máquina órganos móviles) y las pérdidas en el hierro. Las perdidas variables, que cambian según sea el régimen de carga, son debidas a las perdidas en el cobre. Ambos tipos de pérdidas pueden obtenerse de los ensayos del transformador.

El rendimiento o eficiencia es el cociente entre la potencia útil o potencia secundaria y la potencia total o de entrada en el primario, es decir:


Donde P es la potencia activa P =

Grado de carga de un transformador

Se denomina “índice de carga” (o grado de carga) al cociente entre la corriente del transformador en el lado de alta o baja tensión y la nominal correspondiente, es decir:

Según el grado de carga presente en el transformador, se definen las pérdidas presentes como:

pérdidas en el fierro :

(Constante pues es una perdida de valor fijo)

donde es la pérdida en el fierro nominal del transformador.

Pérdidas en el cobre :

(Varía según la corriente)

donde es la pérdida en el cobre nominal del transformador.

La potencia de salida se puede definir en función del grado de carga como:

donde es la potencia nominal en el secundario del transformador.

La eficiencia del transformador en función del grado de carga se puede definir como:

El grado de carga para mayor rendimiento, corresponde a:


Marco Practico

Para la experiencia los alumnos deberán solicitar los siguientes materiales de laboratorio e instrumentos de medición.

Instrumentos de Laboratorio Transformador monofásico de potencia 1000VA , 220/110V, 50/60Hz, 4,55/9,09AFuente de tensión variable de E.I.EPanel de carga resistivaPanel de carga inductiva Protecciones trifásicas

Instrumentos de Pañol de Laboratorio de maquinas Instrumento Modelo NumeroMultimetro UT-55 1100016524Multimetro UT-55 1090294397Amperímetro análogo 2009 89AE1352Amperímetro análogo KM118 7409Warmetro 2014 113379Cosenofimero 1973 354596


Diagrama de la experiencia :Representación circuital

Equivalente en la vida real

Pasos para desarrollar las conexiones de la experiencia

1.-Desde la fuente variable conectamos empleamos una sola fase de la conexión AC trifásica y de esta misma conectamos a la protección trifásica en la misma fase

2.-Con el motivo de verificar que los voltajes aplicados al circuito en cuestión empleamos un voltímetro digital en paralelo a la conexión de entrada de la protección trifásica

lado de alta tención


3.-Al salir de la protección observan el diagrama circuital y proceden a implementar el primer instrumento de medición siendo este el amperímetro análogo el cual se encuentra en conexión serie en el lado de alta (X1 ; X2 ) tención de el transformador monofásico ahora procederán con determinar cual será el nivel de corriente que circulara por el para determinar la mejor escala para los cálculos

nota: Siendo el caso de que no este seguro de cuales sean las corrientes que circulen por el amperímetro este cuanta con dos pitutos que seleccionan la escala de medición procure al momento de cambiar de escala tener al menos uno ya que si no existe alguno y esta energizado el circuito el amperímetro bien pude dejar sus funciones o descalibrase. Recomendación siempre antes de energizar procurar que el profesor verifique sus conexiones.

Lado de baja tención

4.-Posteriormente se trasladan al lado de baja tención e implementan los siguientes instrumentos en el orden que se mencionaran a)Amperímetro lado de baja tención , con las mismas precauciones anteriormente mencionadas en el primer amperímetro de el lado de alta procederán a conectar.

b)Warmetro , para dicho instrumento deben considerar sus dos bobinas internas las cuales son la bobina de corriente la cual debe quedar en configuración serie para medir la corriente en cuestión además determinar el nivel aproximado que tendrá la medición según los rangos que permita el warmetro en uso ahora proceden a ubicar la bobina de voltaje la cual debe quedar en paralelo con el fin de medir voltajes.

Nota: Siendo el caso que no estar seguros de cual sea cada una de las bobinas consulte a las especificaciones de el fabricante las cuales posee en la parte inferior de el instrumento y seguir con el diagrama para las mediciones

c) Cosenofinero , al igual que el warmetro este posee dos bobinas las cuales debemos conectar en serie y otra en paralelo teniendo las mismas consideraciones del warmetro procedemos a conectar a la protección de cargas

d) Protección de cargas , a dicha protección se conectaran los terminales correspondientes al cosenofimero en una sola fase al igual que en la entrada

e)Voltímetro digital a fin de verificar los voltajes de salida del transformador hacia la carga empleamos este voltímetro en la entrada de la protección


f) Cargas resistivas. en paralelo a la salida de la ultima protección empleamos el banco de cargas trifásicas resistivas en la cual solo seleccionamos una sola fase para fines del experimento

f)Cargas inductivas al igual que las cargas resistivas conectamos en paralelo y una sola fase de ellas

5.-Tras haber logrado las conexiones procederán a solicitar la asistencia del profesor para verificar las conexiones y posteriormente las mediciones de la experiencia

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