PRÁCTICA Nº 1. Circuitos Magnéticos. 1) Introducción y ecuaciones representativas.

Las expresiones que se van a utilizar son:

Los parámetros de las ecuaciones anteriores son:

− U , E tensiones medidas (aplicadas o inducidas), medidas en valor eficaz, en voltios.

− N número de espiras de la bobina o bobinas estudiadas. − Ф y ψ, son el flujo y los enlaces de flujo concatenados respectivamente por una

espira y por un devanado. − L inductancia que presenta una determinada bobina (H). − I intensidad medida por el amperímetro, en valor eficaz, en amperios. − f frecuencia de la red de alimentación (50 Hz).

2) Equipos y Elementos de medida necesarios 1 Fuente de alimentación regulable de 0 a 220 V. 4 Voltímetro escala 0 a 220 V. 1 Amperímetro escala 0 a 10 A. 1 Transformador trifásico:1 kVA, tensiones 400/230 V, intensidades 1,44/2,62 A

n1 = 471 espiras, n2 = 312 espiras, conexión estrella estrella. 3) Explicación del montaje y datos a medir

Se conecta el secundario del transformador a la fuente de alimentación regulable tal y como se indica en los diferentes ensayos, se mide la tensión de cada una de las bobinas del primario. Con los ensayos a realizar se pretende comprobar cómo se modifica la reluctancia de un circuito magnético constituido por la misma chapa ferromagnética y los mismos devanados, dependiendo de los caminos por donde se deba cerrar el flujo magnético.

A partir de las fuerzas electromotrices inducidas en los devanados, y medidas, se

deduce el reparto de flujos en las tres columnas de un transformador trifásico y se pueden comparar las reluctancias de las diferentes combinaciones de circuito magnético que se puede establecer justificándose el motivo de las variaciones que se aprecian. Para realizar las conexiones en el transformador se accederá a las diferentes bobinas en la placa de bornas de la máquina, hay que identificar los devanados de alta

)(2

)(2

HIf

ELILIXEUHI

NI

L⋅⋅⋅

=⇒⋅⋅=⋅=≈⋅⋅

==π

ωφψ

)(44,4

)(44,4 WbfN

EvfNEU⋅⋅

=⇒⋅⋅⋅=≈ φφ

)/( WbvueltaAIN⋅

⋅=ℜ

φ

1

y baja tensión. Los ensayos se realizarán por el devanado de baja tensión (Vfase = 132,79 V). 4) Circuito magnético serie-paralelo (I) El primer ensayo se corresponde con el de la figura. Se alimenta la bobina de la columna lateral izquierda, por el lado de baja tensión, tensión 133 V (Fase R).

Procedimiento: o Comprobar las conexiones del montaje incluso las puestas a tierra del

transformador. o Situar el cursor del autotransformador (fuente de alimentación) en la posición de

mínima tensión. o Conectar la alimentación. o Aumentar la tensión de alimentación gradualmente hasta alcanzar la tensión

asignada al devanado. Se anotan las tensiones V1, V2, V3 e I. Se comprobará que la intensidad no alcance valores elevados.

o Se reduce la tensión de alimentación al valor mínimo y se desconecta. o Desconectar el interruptor de alimentación. Cálculos A partir de los datos obtenidos en los ensayos el alumno debe: o Calcular la autoinducción del devanado. o Calcular el reparto de flujos en las tres columnas. o Analizar si los desequilibrios en los flujos que se cierran por las columnas II y III. o Justificar la diferencia entre entre V1 y (V2 + V3).

5) Circuito magnético serie-paralelo (II)

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El siguiente circuito serie tiene alimentada la bobina de la columna central. Tensión 133 V (Fase S).

Procedimiento: o Comprobar las conexiones del montaje incluso las puestas a tierra del

transformador. o Situar el cursor del autotransformador (fuente de alimentación) en la posición de

mínima tensión. o Conectar la alimentación. o Aumentar la tensión de alimentación gradualmente hasta alcanzar la tensión

asignada al devanado. Se anotan las tensiones V1, V2, V3 e I. Se comprobará que la intensidad no alcance valores elevados.

o Se reduce la tensión de alimentación al valor mínimo y se desconecta. o Desconectar el interruptor de alimentación. Cálculos A partir de los datos obtenidos en los ensayos el alumno debe: o Calcular la autoinducción del devanado (S). o Calcular el reparto de flujos en las tres columnas. o Analizar si los desequilibrios en los flujos que se cierran por las columnas I y III. o Justificar la diferencia entre V2 y (V1 + V3). o Comparar el valor de la autoinducción con el del circuito anterior. 6) Circuito magnético serie Se alimenta la bobina de la columna central, por el lado de baja tensión, tensión 133 V (Fase R). Además se cortocircuita una bobina del lado de alta tensión, en la figura adjunta la columna lateral izquierda (fase R).

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Procedimiento: o Comprobar las conexiones del montaje incluso las puestas a tierra del

transformador. o Situar el cursor del autotransformador (fuente de alimentación) en la posición de

mínima tensión. o Conectar la alimentación. o Aumentar la tensión de alimentación gradualmente hasta alcanzar la tensión

asignada al devanado. Se anotan las tensiones V1, V2, V3 e I. Se comprobará que la intensidad no alcance valores elevados.

o Se reduce la tensión de alimentación al valor mínimo y se desconecta. o Desconectar el interruptor de alimentación. Cálculos A partir de los datos obtenidos en los ensayos el alumno debe: o Analizar el flujo que pasa ahora por la columna correspondiente al devanado

cortocircuitado. o Calcular el reparto de flujos en las tres columnas. o Analizar si los desequilibrios en los flujos que se cierran por las columnas II y III. o Justificar la diferencia entre entre V2 y (V1 + V3). o Analizar la autoinducción, comparándola con los datos anteriores. o Analizar al valor de la tensión medida por V1. 7) Circuito abierto En este caso se cortocircuitan las bobinas de los devanados de alta tensión, de las columnas laterales R y T. Ahora se prestará atención a la lectura del amperímetro, puesto que con poca tensión de alimentación aparecen valores elevados de intensidad (tener en cuenta la intensidad máxima que soporta el arrollamiento).

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Procedimiento: o Comprobar las conexiones del montaje incluso las puestas a tierra del

transformador. o Situar el cursor del autotransformador (fuente de alimentación) en la posición de

mínima tensión. o Conectar la alimentación. o Aumentar la tensión de alimentación gradualmente hasta alcanzar la tensión

asignada al devanado. Se anotan las tensiones V1, V2, V3 e I. Se comprobará que la intensidad no alcance valores elevados.

o Se reduce la tensión de alimentación al valor mínimo y se desconecta. o Desconectar el interruptor de alimentación. Cálculos A partir de los datos obtenidos en los ensayos el alumno debe: o Calcular la autoinducción del devanado. o Calcular el reparto de flujos en las tres columnas. o Analizar si los desequilibrios en los flujos que se cierran por las columnas II y III. o Justificar la diferencia entre V2 y (V1 + V3). o Analizar la autoinducción, comparándola con los datos anteriores.

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