LABORATORIO DE MÁQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA:

Ensayo de polaridad, medición de la resistencia de los devanados, medición de la relación de transformación, prueba de circuito abierto y de

cortocircuito.

Nombre del alumno:

Melchisedec Martinez Rodriguez

Nombre del maestro:

Walter Oyuela

Espacio Pedagógico:

Máquinas de corriente alterna

Sección:

Única

Tegucigalpa, Honduras

Lunes, 23 de agosto del 2015

INTRODUCCIÓN

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA NACIONAL

FRANCISCO MORAZÁN

El presente informe detalla el proceso, recolección de datos, calculo y montaje de las prácticas para el ensayo de polaridad, medición de la resistencia de los devanados, medición de la relación de transformación, prueba de circuito abierto y de cortocircuito, de varios transformadores monofásicos de los cuales se toman notas de la mediciones para luego hacer los cálculos debidos para su análisis, por último se genera el circuito equivalente del transformador con los últimos datos recabados. Las prácticas se realizaron en el taller de máquinas del edificio 8 de la Universidad Pedagógica Nacional Francisco Morazán.

OBJETIVOS1. Determinar la polaridad de los distintos transformadores evaluados.2. Determinar la resistencia de los devanados de los transformadores antes

mencionados.3. Determinar la relación de transformación de los transformadores antes dichos.4. Realizar las pruebas de circuito abierto y de cortocircuito para generar el circuito

equivalente del transformador.

PRACTICA 11. Determinación de la polaridad de los transformadores

Para el procedimiento de la determinación de la polaridad de los trasformadores se deben tener en cuenta lo siguiente:

1. Si V2>V1 es polaridad aditiva2. Si V2<V1 es polaridad sustractiva

Para esta práctica se utilizaron 4 transformadores:

1. Dos transformadores monofásicos de 500VA de 0-220-380 VAC/110-220VAC con código DL1093

2. Dos transformadores monofásicos de 200VA de 0-110-220 VAC/0-220VAC con código DL1085

Esquema del transformador: Instrumentos utilizados:

1. Dos voltímetros de 0-250 VAC2. Fuente variable de voltaje de 0-

250VAC3. Conectores machos

Esquema eléctrico de conexión para las pruebas:

Procedimiento:

Luego de haber hecho las conexiones mostradas en el esquema eléctrico anterior y seguido las medidas de seguridad, se procede a:

1. Activar la alimentación alterna variable.2. Regular el variador de la fuente hasta alcanzar 100 VAC.3. Tomar notas sobre las mediciones efectuadas sobre el voltaje en medidor 1 y 2.4. Finalizar la prueba abriendo el interruptor de alimentación.

Tabla de datos:

# Transformador V1 V2 Polaridad 1 DL1093 100 V 48 V Sustractiva2 DL1093 100 V 48 V Sustractiva 3 DL1085 100 V 105 V Aditiva 4 DL1085 100 V 105 V Aditiva

PRACTICA 22. Medición de la resistencia de los devanados del transformador

La resistencia de los devanados del transformador puede ser determinada a través de la ley de ohm, haciendo pruebas de voltaje y corriente y calculando su resultado final. Para esta práctica se realizaron dos circuitos para determinar la resistencia de los devanados de alta tensión como para baja tensión. Notar que en la de baja tensión es de doble 110VAC (aumento de la potencia).

Para esta práctica se utilizaron:

1 transformador monofásico de 500VA de 0-220-380 VAC/110-220VAC con código DL1093

Esquema del transformador: Instrumentos utilizados:

1. 1 voltímetro de 0-250 VAC2. Fuente variable de voltaje de

0-250VDC3. Conectores macho4. 1 amperímetro 0-1 A

Esquema eléctrico de conexión 1:

Esquema eléctrico de conexión 2:

Procedimiento 1:

Luego de haber hecho las conexiones mostradas en el esquema eléctrico 1 y seguido las medidas de seguridad, se procede a:

1. Con el variador de voltaje en 0 V, activar la alimentación continua variable2. Aumentar gradualmente el voltaje hasta llegar a las corrientes: 0.2, 0.3 y 0.4 A.3. Tomar notas sobre las mediciones efectuadas sobre el voltaje para cada corriente

respectivamente4. Finalizar la prueba abriendo el interruptor de alimentación

Procedimiento 2:

Luego de haber hecho las conexiones mostradas en el esquema eléctrico 2 y seguido las medidas de seguridad, se procede a:

1. Con el variador de voltaje en 0 V, activar la alimentación continua variable2. Aumentar gradualmente el voltaje hasta llegar a las corrientes: 0.5, 0.6 y 0.7 A.3. Tomar notas sobre las mediciones efectuadas sobre el voltaje para cada corriente

respectivamente4. Finalizar la prueba abriendo el interruptor de alimentación

Tabla de datos:

Devanado alta tensión 220VAC

Devanado baja tensión 110VAC

I (mA) V (mV) Rx (Ω) Rxm (Ω) I (mA) V (mV) Rx (Ω) Rxm (Ω) 200 380 1.9

1.88500 620 1.24

1.21300 560 1.87 600 740 1.23400 750 1.875 700 820 1.17

R x=VI ; R xm=

R x1+Rx 2+R x 3

3

PRACTICA 33. Relación de transformación

Para la determinación de transformación se tomara en cuenta solamente un transformador, se harán las mediciones en el devanado de baja tensión en serie para calcular su relación y así mismo para la conexión en autotransformador.

Para esta práctica se utilizaron:

1 transformador monofásico de 500VA de 0-220-380 VAC/110-220VAC con código DL1093

Esquema del transformador: Instrumentos utilizados:

1. 2 voltímetros de 0-250 VAC2. Fuente variable de voltaje de

0-250VAC3. Conectores macho

Esquema eléctrico de conexión 1:

Esquema eléctrico de conexión 2:

Procedimiento 1:

Luego de haber hecho las conexiones mostradas en el esquema eléctrico 1 y seguido las medidas de seguridad, se procede a:

5. Con el variador de voltaje en 0 V, activar la alimentación alterna variable6. Aumentar gradualmente el voltaje hasta llegar a los voltajes: 200, 210 y 220 VAC.7. Tomar notas sobre las mediciones efectuadas sobre el voltaje del medidor V2 para

cada voltaje respectivamente8. Finalizar la prueba abriendo el interruptor de alimentación

Procedimiento 2:

Luego de haber hecho las conexiones mostradas en el esquema eléctrico 2 y seguido las medidas de seguridad, se procede a:

5. Con el variador de voltaje en 0 V, activar la alimentación alterna variable6. Aumentar gradualmente el voltaje hasta llegar a los voltajes: 200, 210 y 220 VAC.7. Tomar notas sobre las mediciones efectuadas sobre el voltaje del medidor V2 para

cada voltaje respectivamente8. Finalizar la prueba abriendo el interruptor de alimentación

Tabla de datos:

PRACTICA 3

Prueba V1 V2 Kx K OBSERVACIONES

1 200 V 205 0.98 0.97 Esquema electrico 1

2 210 V 215 0.98

3 220 V 230 0.96

1 200 V 348 0.57 0.57 Esquema electrico 2

2 210 V 368 0.57

3 220 V 385 0.57

1. K x=V 1V 2 ; K=

K x1+K x 2+K x 3

3

Esquema eléctrico 3.2

1) perdidas mecánicas en la dinamo

Se lleva el grupo a la velocidad nominal de la dinamo, que debe ser desexcitada. La potencia absorbida del motor será:

P' M=V ' M−PM

Y representa la suma de las perdidas mecánicas del motor y la dinamo.

Dado que P’M será mayor que P-m, y además que el motor deberá también arrastrar la dinamo, suponiendo que le motor trabaje en las mismas condiciones de su prueba en el vaio y por lo tanto, sus pérdidas mecánica se pueden considerar igual a:

Pm=P' M−PM

Procedimiento:

Luego de haber hecho las conexiones mostradas en el esquema eléctrico anterior y seguido las medidas de seguridad, se procede a:

1. La dinamo no debe ser excitada, por lo cual el interruptor de la sección de excitación debe estar abierto

2. Preparar la fuente de alimentación cc variable a 220 V3. Cortocircuitar los conectores del amperímetro para protegerlo de las altas corrientes

de arranque4. Con el reóstato de excitación en mínima resistencia y el reóstato de arranque en

máxima, activar la alimentación continua variable 5. Apagar por grado el Ra6. Remover el cortocircuito del amperímetro7. Obrar sobre Re para mantener la velocidad nominal del motor estable8. Tomar notas sobre las mediciones efectuadas sobre el voltaje y corriente9. Finalizar la prueba abriendo el interruptor de alimentación

2) Pérdidas en el hierro de la dinamo

Se lleva a la velocidad nominal a la dinamo, que debe ser excitada de manera tal que distribuya en vacio su tensión nominal

La potencia absorbida del motor será:

P ' 'M=V ' ' M I ' ' M

Y representa la suma de las perdidas mecánicas del motor + dinamo y de las perdidas en el hierro de la dinamo.

Suponiendo que las pérdidas en el motor sean todavía aquellas que tenía en el funcionamiento en vacío, se pueden evaluar las pérdidas en el hierro de la dinamo como:

P ' M=V ' M−PM

Procedimiento:

1. Cerrar el interruptor y regular el controlador a modo de distribuir la dinamo en vacío y exactamente en su velocidad nomina, con su tensión nominal

2. Observar las indicaciones de los instrumentos

P ' 'M=V ' ' M I ' ' M

Nota: como se nota claramente la descripción anterior, toda la prueba está basada sobre la hipótesis que las pérdidas del motor de arranque no sufren substanciales variaciones en el pasaje desde el funcionamiento de vacío al funcionamiento con la pequeña carga del eje compuesto por perdidas mecánicas en el hierro de la dinamo.

CONCLUSIONES Se pudo comprobar que la teoría coincidió de forma aceptable con la práctica,

siendo sus diferencia muy pocas debido a errores de mediciones humanas e instrumentales.

Se pudo mediante una simple relación con la ley de ohm la resistencia de los devanados del generador.

Se demostró la magnetización residual del generador provocado por la histéresis del núcleo tal como se señaló en la teoría.

Por último, las pérdidas de potencias que se midieron fueron muy pocas, esto debido a la potencia y tamaño del motor, siendo estas irrelevantes para motores de baja potencia y tamaño pequeño.

ANEXOS