Practica 1 Ingeniería Eléctrica.docx

1

INSTITUTO POLITECNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICO Y

ELECTRICAUNIDAD AZCAPOTZALCO

CÉLULAS DE MANUFACTURA

“Practica 1 Conveyor”

Alumno:

Montalvo Ocampo Oliver Eduardo

Boleta: 2013360998

Turno: matutino

Grupo: 6RM2

Sección 1

Profesor:

Gonzales Campos José G.

Fecha de Realización: 20/04/15

Fecha de Entrega: 20/04/15

2




Índice

1-Objetivo pág.4

2-Introducción a transformadores pág.42.1-Componentes de un transformador pág.4

Núcleo pág.5Devanados pág.5

2.2Tipos y esquemas de los transformadores pág.52.3-Modelización de un transformador monofásico ideal pág.52.4-Comportamiento, diagrama eléctrico y vectorial

de un transformador ideal pág.7

3-Tipos de transformadores pág.73.1-Transformadores de potencia pág.73.2-Transformadores eléctricos elevadores pág.83.3-Transformadores eléctricos reductores pág.83.4-Autotransformadores pág.83.5-Transformadores de potencia con derivación pág.83.6-Transformadores eléctricos de medida pág.93.7-Transformadores eléctricos de intensidad pág.93.8Transformador eléctrico potencial pág.93.9Transformadores trifásicos pág.10

4-Transformador ideal y transformador real pág.104.1-Pérdidas en los transformadores reales pág.114.2-Comportamiento diagrama eléctrico y vectorial

de un transformador real pág.11

5-Aplicaciones de los transformadores pág.12

3




6-NOM 001 pág.136.1-Introducción a normas pág.136.2-Rango que cubre la norma pág.14

7-NOM 002 pág.167.1-Objetivo y campo de aplicación pág.167.2-Referencias pág.167.3-Definiciones pág.177.4-Pérdidas pág.177.5-Clasificación pág.19

De acuerdo con su tipo de alimentación eléctrica pág.19De acuerdo con su capacidad nominal pág.19

7.6-Especificaciones pág.19

8-Realización de un transformador pág.218.1-Características de manufactura del transformador (12 volts, 3 Amp) pág.21

9-Pruebas pág.229.1-Prueba en vacío pág.229.2-Prueba de resistencia Ohmica pág.239.3-Prueba de corto circuito pág.26 9.4-Prueba con carga (caída de tensión) pág.279.5-Prueba de polaridad (método diferencial) pág.289.6-Prueba de polaridad (método de golpe inductivo) pág.29

10-Conclusiones pág.30

11-Glosario pág.31

4




1-Objetivo

El alumno realizara todo el proceso de diseño de un transformador teórica y físicamente, llevando acabo pruebas que verifiquen su correcto funcionamiento.

Llevará a cabo una serie de procesos de aprendizaje a la práctica para reconocer características de los tipos de corriente (C.A y C.C) así como su importancia y comportamiento en un conductor.

2-Introducción a transformadores

Un transformador es una máquina estática de corriente alterno, que permite variar alguna función de la corriente como el voltaje o la intensidad, manteniendo la frecuencia y la potencia, en el caso de un transformador ideal.

Para lograrlo, transforma la electricidad que le llega al devanado de entrada en magnetismo para volver a transformarla en electricidad, en las condiciones deseadas, en el devanado secundario.

La importancia de los transformadores, se debe a que, gracias a ellos, ha sido posible el desarrollo de la industria eléctrica. Su utilización hizo posible la realización práctica y económica del transporte de energía eléctrica a grandes distancias.

2.1-Componentes de un transformador

Los transformadores están compuestos de diferentes elementos. Los componentes básicos son:

Devanado primario Devanado secundario

Núcleo

5




• Núcleo: Este elemento está constituido por chapas de acero al silicio aisladas entre ellas. El núcleo de los transformadores está compuesto por las columnas, que es la parte donde se montan los devanados, y las culatas, que es la parte donde se realiza la unión entre las columnas. El núcleo se utiliza para conducir el flujo magnético, ya que es un gran conductor magnético.

• Devanados: El devanado es un hilo de cobre enrollado a través del núcleo en uno de sus extremos y recubiertos por una capa aislante, que suele ser barniz. Está compuesto por dos bobinas, la primaria y la secundaria. La relación de vueltas del hilo de cobre entre el primario y el secundario nos indicará la relación de transformación. El nombre de primario y secundario es totalmente simbólico. Por definición allá donde apliquemos la tensión de entrada será el primario y donde obtengamos la tensión de salida será el secundario.

2.2-Tipos y esquemas de los transformadores

Los transformadores se basan en la inducción electromagnética. Al aplicar una fuerza electromotriz en el devanado primario, es decir una tensión, se origina un flujo magnético en el núcleo de hierro. Este flujo viajará desde el devanado primario hasta el secundario. Con su movimiento originará una fuerza electromagnética en el devanado secundario.

Según la Ley de Lenz, necesitamos que la corriente sea alterna para que se produzca esta variación de flujo. En el caso de corriente continua el transformador no se puede utilizar.

2.3-Modelización de un transformador monofásico ideal

Devanado primario Devanado secundario

Núcleo

6




Este tipo de transformador es la base de nuestros cálculos y el modelo más simple, no se tiene perdida alguna.

Aunque los transformadores se consideran como una de las maquinas más eficientes, tenemos perdidas de alguna forma y se tienen que determinar mediante un análisis completo de las variables que envuelve a nuestro transformador.

Para esta parte de un transformador se trabajara con relaciones de transformación, las cuales profundizaremos más.

La relación de transformación del transformador eléctrico

Una vez entendido el funcionamiento del transformador vamos a observar cuál es la relación de transformación de este elemento.

Donde Np es el número de vueltas del devanado del primario, Ns el número de vueltas del secundario, Vp la tensión aplicada en el primario, Vs la obtenida en el secundario, Is la intensidad que llega al primario, Ip la generada por el secundario y rt la relación de transformación.

Como observamos en este ejemplo si queremos ampliar la tensión en el secundario tenemos que poner más vueltas en el secundario (Ns), pasa lo contrario si queremos reducir la tensión del secundario.

7




2.4-Comportamiento diagrama eléctrico y vectorial de un transformador ideal

3-Tipos de transformadores

Hay muchos tipos de transformadores pero todos están basados en los mismos principios básicos, Pueden clasificarse en dos grandes grupos de tipos básicos: transformadores de potencia y de medida.

3.1-Transformadores de potencia

Los transformadores eléctricos de potencia sirven para variar los valores de tensión de un circuito de corriente alterna, manteniendo su potencia. Como ya se ha explicado anteriormente en este recurso, su funcionamiento se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética.

8




3.2-Transformadores eléctricos elevadores

Los transformadores eléctricos elevadores tienen la capacidad de aumentar el voltaje de salida en relación al voltaje de entrada. En estos transformadores el número de espiras del devanado secundario es mayor al del devanado primario.

3.3-Transformadores eléctricos reductores

Los transformadores eléctricos reductores tienen la capacidad de disminuir el voltaje de salida en relación al voltaje de entrada. En estos transformadores el número de espiras del devanado primario es mayor al secundario.

Podemos observar que cualquier transformador elevador puede actuar como reductor, si lo conectamos al revés, del mismo modo que un transformador reductor puede convertirse en elevador.

3.4-Autotransformadores

Se utilizan cuando es necesario cambiar el valor de un voltaje, pero en cantidades muy pequeñas. La solución consiste en montar las bobinas de manera sumatoria. La tensión, en este caso, no se introduciría en el devanado primario para salir por el secundario, sino que entra por un punto intermedio de la única bobina existente.

Esta tensión de entrada (V p) únicamente recorre un determinado número de espiras (N p), mientras que la tensión de salida (V s) tiene que recorrer la totalidad de las espiras (N s).

3.5-Transformadores de potencia con derivación

Son transformadores de elevación o reducción, es decir, elevadores o reductores, con un número de espiras que puede variarse según la necesidad. Este número de espiras se puede modificar siempre y cuando el transformador no esté en marcha. Normalmente la diferencia entre valores es del 2,5% y sirve para poder ajustar el transformador a su puesto de trabajo.

9




3.6-Transformadores eléctricos de medida

Sirven para variar los valores de grandes tensiones o intensidades para poderlas medir sin peligro.

3.7-Transformadores eléctricos de intensidad

El transformador de intensidad toma una muestra de la corriente de la línea a través del devanado primario y lo reduce hasta un nivel seguro para medirlo. Su devanado secundario está enrollado alrededor de un anillo de material ferromagnético y su primario está formado por un único conductor, que pasa por dentro del anillo.

El anillo recoge una pequeña muestra del flujo magnético de la línea primaria, que induce una tensión y hace circular una corriente por la bobina secundaria.

3.8Transformador eléctrico potencial

Se trata de una máquina con un devanado primario de alta tensión y uno secundario de baja tensión. Su única misión es facilitar una muestra del primero que pueda ser medida por los diferentes aparatos.

Posibles conexiones de un transformador trifásico con la fuente de alimentación

10




3.9Transformadores trifásicos

Debido a que el transporte y generación de electricidad se realiza de forma trifásica, se han construido transformadores de estas características.

Hay dos maneras de construirlos: una es mediante tres transformadores monofásicos y la otra con tres bobinas sobre un núcleo común.

Esta última opción es mejor debido a que es más pequeño, más ligero, más económico y ligeramente más eficiente.

La conexión de este transformador puede ser:

Estrella-estrella Estrella-triángulo Triángulo-estrella Triángulo-triángulo

4-Transformador ideal y transformador real

En un transformador ideal, la potencia que tenemos en la entrada es igual a la potencia que tenemos en la salida, esto quiere decir que:

Pero en la realidad, en los transformadores reales existen pequeñas pérdidas que se manifiestan en forma de calor. Estas pérdidas las causan los materiales que componen un transformador eléctrico.

En los conductores de los devanados existe una resistencia al paso del corriente que tiene relación con la resistividad del material del cual están compuestos. Además, existen efectos por dispersión de flujo magnético en los devanados. Finalmente, hay que considerar los posibles efectos por histéresis o las corrientes de Foucault en el núcleo del transformador.

4.1-Pérdidas en los transformadores reales

11




Las diferentes pérdidas que tiene un transformador real son:

Pérdidas en el cobre: Debidas a la resistencia propia del cobre al paso de la corriente

Pérdidas por corrientes parásitas: Son producidas por la resistencia que presenta el núcleo ferro magnético al ser atravesado por el flujo magnético.

Pérdidas por histéresis: Son provocadas por la diferencia en el recorrido de las líneas de campo magnético cuando circulan en diferente sentido cada medio ciclo.

Pérdidas a causa de los flujos de dispersión en el primario y en el secundario: Estos flujos provocan una auto inductancia en las bobinas primarias y secundarias.

4.2-Comportamiento diagrama eléctrico y vectorial de un transformador real

5-Aplicaciones de los transformadores

12




Los transformadores son elementos muy utilizados en la red eléctrica.

Una vez generada la electricidad en el generador de las centrales, y antes de enviarla a la red, se utilizan los transformadores elevadores para elevar la tensión y reducir así las pérdidas en el transporte producidas por el efecto Joule. Una vez transportada se utilizan los transformadores reductores para darle a esta electricidad unos valores con los que podamos trabajar.

Los transformadores también son usados por la mayoría de electrodomésticos y aparatos electrónicos, ya que estos trabajan, normalmente, a tensiones de un valor inferior al suministrado por la red

Por último hacer mención a que uno de los elementos de seguridad eléctrica del hogar utiliza transformadores. Se trata del diferencial . Este dispositivo utiliza transformadores para comparar la intensidad que entra con la que sale del hogar. Si la diferencia entre estos es mayor a 10 mA desconecta el circuito evitando que podamos sufrir lesiones.

6-NOM 001

http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=VDxAWfFcz9sr4M&tbnid=NBCOshsy3Sl9uM:&ved=&url=http://reparacion-mantenimiento.mercadolibre.com.mx/MLM-433711313-fabricacion-de-todo-tipo-de-transformadores-electricos-_JM&ei=DUDwUqzDJ87lygGHr4DADA&bvm=bv.60444564,d.aWc&psig=AFQjCNFHsg1Ulveytf7CQvbh-UsSFxHPvA&ust=1391563150113049

13




6.1-Introducción a normas

La estructura de esta Norma Oficial Mexicana (en adelante NOM), responde a las necesidades técnicas que requiere la utilización de las instalaciones eléctricas en el ámbito nacional; se cuida el uso de vocablos y se respetan los términos habituales, para evitar confusiones en los conceptos. Asimismo se han ordenado los textos procurando claridad de expresión y unidad de estilo para una más específica comprensión. Lo que hará más fácilmente atendible sus disposiciones.

El Título 3 de esta norma establece los principios fundamentales, los cuales no están sujetos a modificaciones en función de desarrollos tecnológicos.

El Título 4 “Especificaciones”, contiene los requisitos técnicos cuya observancia tienen por objeto asegurar la conformidad de las instalaciones eléctricas a los principios fundamentales del Título 3 de esta Norma Oficial Mexicana.

En el Título 5 “Lineamientos para la aplicación de las especificaciones de la NOM”, se establece la metodología para la apropiada aplicación de las disposiciones establecidas y una guía general para su interpretación formal. 1. Objetivo y campo de aplicación 1.1 Objetivo 1.1.1 El objetivo de esta NOM es establecer las especificaciones y lineamientos de carácter técnico que deben satisfacer las instalaciones destinadas a la utilización de la energía eléctrica, a fin de que ofrezcan condiciones adecuadas de seguridad para las personas y sus propiedades, en lo referente a la protección contra: - los choques eléctricos,

- los efectos térmicos, - sobrecorrientes, - las corrientes de falla y - sobretensiones.

El cumplimiento de las disposiciones indicadas en esta norma garantiza el uso de la energía eléctrica en forma segura; asimismo esta norma no intenta ser una guía de diseño,

14




ni un manual de instrucciones para personas no calificadas. 1.2 Campo de aplicación 1.2.1 Esta NOM cubre a las instalaciones destinadas para la utilización de la energía eléctrica en:

a) Propiedades industriales, comerciales, residenciales y de vivienda, institucionales, cualquiera que sea su uso, públicas y privadas, y en cualquiera de los niveles de tensiones eléctricas de operación, incluyendo las utilizadas para el equipo eléctrico conectado por los usuarios. Instalaciones en edificios utilizados por las empresas suministradoras, tales como edificios de oficinas, almacenes, estacionamientos, talleres mecánicos y edificios para fines de recreación.

b) Casas móviles, vehículos de recreo, construcciones flotantes, ferias, circos y exposiciones, estacionamientos, talleres de servicio automotor, estaciones de servicio, lugares de reunión, teatros, salas y estudios de cinematografía, hangares de aviación, clínicas y hospitales, construcciones agrícolas, marinas y muelles, entre otros.

c) Sistemas de emergencia o reserva propiedad de los usuarios.

d) Subestaciones, líneas aéreas de energía eléctrica y de comunicaciones e instalaciones subterráneas.

e) Centrales eléctricas para Cogeneración o Autoabastecimiento.

f) Cualesquiera otras instalaciones que tengan por finalidad el uso de la energía eléctrica, excepto lo indicado en 1.2.3.

6.2-Rango que cubre la norma

Esta NOM cubre: a) Circuitos alimentados con una tensión nominal hasta 600 V de corriente alterna o 1 500 V de corriente continua, y algunas aplicaciones especificadas arriba de 600 V de corriente alterna o 1 500 V de corriente continua.

Para corriente alterna, la frecuencia tomada en cuenta en esta norma es 60 Hz. Sin embargo no se excluye el uso de otras frecuencias para aplicaciones especiales;

b) Circuitos, que no sean los circuitos internos de aparatos, operando a una tensión superior a 600 V y que se derivan de una instalación con una tensión que no exceda de

15




600 V c.a., por ejemplo: los circuitos de lámparas a descarga, precipitadores electrostáticos;

c) Todas las instalaciones del usuario situadas fuera de edificios;

d) Alambrado fijo para telecomunicaciones, señalización, control y similares (excluyendo el alambrado interno de aparatos);

e) Las ampliaciones o modificaciones a las instalaciones, así como a las partes de instalaciones existentes afectadas por estas ampliaciones o modificaciones.

Los equipos eléctricos sólo están considerados respecto a su selección y aplicación para la instalación correspondiente. 1.2.3 Esta NOM no se aplica en: a) Instalaciones eléctricas en barcos y embarcaciones.

b) Instalaciones eléctricas para unidades de transporte público eléctrico, aeronaves o vehículos automotores.

c) Instalaciones eléctricas del sistema de transporte público eléctrico en lo relativo a la generación, transformación, transmisión o distribución de energía eléctrica utilizada exclusivamente para la operación del equipo rodante o de señalización y comunicación.

d) Instalaciones eléctricas en áreas subterráneas de minas, así como en la maquinaria móvil autopropulsada de minería superficial y el cable de alimentación de dicha maquinaria.

e) Instalaciones de equipo de comunicaciones que esté bajo el control exclusivo de empresas de servicio público de comunicaciones donde se localice.

2. Referencias Para la correcta utilización de esta Norma Oficial Mexicana, es necesario consultar los siguientes documentos, vigentes o los que los sustituyan: NOM-008-SCFI-2002, Sistema General de Unidades de Medida.

NMX-J-098-ANCE-1999, Sistemas Eléctricos de Potencia-Suministro-Tensiones eléctricas normalizadas. Procedimiento para la evaluación de la conformidad de la Norma Oficial Mexicana NOM-001- SEDE, Instalaciones Eléctricas (Utilización).

16




7-NOM 002

7.1-Objetivo y campo de aplicación

Esta Norma Oficial Mexicana establece los requisitos mínimos de seguridad y eficiencia energética que deben cumplir los transformadores de distribución, además establece los métodos de prueba que deben utilizarse para evaluar estos requisitos.

Esta Norma aplica a los transformadores de distribución de fabricación nacional e importados, tipo: poste, subestación, pedestal y sumergible (de acuerdo con las definiciones establecidas en el capítulo 3 de esta Norma), auto enfriados en líquido aislante, destinados al consumidor final, cuando sean comercializados en los Estados Unidos Mexicanos.

Asimismo, la presente Norma aplica cuando el transformador de distribución sea objeto de reparación, reconstrucción o reinstalación con el propósito de comercializarse en territorio nacional.

7.2-Referencias

Para la correcta aplicación de esta Norma Oficial Mexicana se deben consultar las siguientes Normas Oficiales Mexicanas (NOM) y Normas Mexicanas (NMX) vigentes:

NOM-008-SCFI-2002 Sistema general de unidades de medida. NOM-024-SCFI-1998 Información comercial para empaques, instructivos y

garantías de los productos electrónicos, eléctricos y electrodomésticos. NMX-J-116-ANCE-2005 Transformadores de distribución tipo poste y tipo

subestación-Especificaciones. Referencia parcial. (Los numerales aplicables son: 5.7.7 relativo a "Placa de datos"; 5.7.8 relativo a"Marcado externo del transformador" y 5.8 relativo a "Especificaciones de cortocircuito").

NMX-J-169-ANCE-2004 Transformadores y autotransformadores de distribución y potencia-Métodos de prueba. Referencia parcial. (Los capítulos aplicables son: 7 relativo a "Pérdidas en vacío y corriente de excitación"; 8 relativo a "Pérdidas debidas a la carga e impedancia"; 11 relativo a "Prueba de hermeticidad" y 17 relativo a "Pruebas de cortocircuito").

7.3-Definiciones

17




Para el propósito de esta Norma se definen los siguientes términos:

Capacidad nominal: la capacidad nominal en un transformador es la potencia en kilovoltamperes (kVA) que entrega en el devanado secundario cuando está operando a sus valores nominales de tensión, frecuencia y corriente eléctricas.

Corriente nominal: la corriente nominal se obtiene de dividir la capacidad nominal en kVA entre la tensión eléctrica nominal en kV en el caso de transformadores monofásicos; para transformadores trifásicos se requiere dividir este cociente entre 3.

Eficiencia: la eficiencia expresada en por ciento, es la relación que existe entre la potencia real de salida con respecto a la potencia real de entrada, donde la potencia real de salida es igual a la capacidad nominal del transformador.

7.4-Pérdidas

Pérdidas en vacío: son las pérdidas que se tienen en el transformador cuando está energizado a tensión y frecuencia eléctricas nominales y sin ninguna carga externa.

Pérdidas debidas a la carga: son las pérdidas que se tienen en un transformador cuando está operando a corriente y frecuencia nominal alimentándolo a la tensión eléctrica de impedancia.

Pérdidas totales: es la suma de las pérdidas en vacío más las pérdidas debidas a la carga (corregidas a 75°C u 85°C, según corresponda el diseño).

Tensión eléctrica de impedancia: es la tensión eléctrica a frecuencia nominal que se debe aplicar a las terminales de un devanado del transformador para que a través del mismo circule la corriente nominal cuando las terminales del otro devanado están en cortocircuito (corregida a 75°C u 85°C según corresponda el diseño).

Tensión eléctrica nominal: es la que permite que el transformador entregue su capacidad nominal en condiciones normales de operación.

Transformador: dispositivo eléctrico que por inducción electromagnética transfiere energía eléctrica de uno o más circuitos, a uno o más circuitos a la misma frecuencia, usualmente aumentado o disminuyendo los valores de tensión y corriente eléctricas.

18




Transformador de distribución: es aquel transformador que tiene una capacidad nominal desde 5 hasta 500 kVA y una tensión eléctrica nominal de hasta 34 500 V en el lado primario y hasta 15 000 V nominales en el lado secundario.

Transformador de distribución tipo pedestal: conjunto formado por un transformador de distribución con un gabinete integrado en el cual se incluyen accesorios para conectarse en sistemas de distribución subterránea, este conjunto está destinado para instalarse en un pedestal y para servicio en intemperie.

Transformador de distribución tipo poste: es aquel transformador de distribución que por su configuración externa está dispuesto en forma adecuada para sujetarse o instalarse en un poste o en alguna estructura similar.

Transformador de distribución tipo subestación: es aquel transformador de distribución que por su configuración externa está dispuesto en forma adecuada para ser instalado en una plataforma, cimentación o estructura similar y su acceso está limitado por un área restrictiva.

Transformador de distribución tipo sumergible: es aquel transformador de distribución que por su configuración externa está dispuesto en forma adecuada para ser instalado en un pozo o bóveda y que está expuesto a sufrir inundaciones.

Nota: los términos no definidos tendrán su acepción ordinariamente aceptada dentro del contexto en el que son usados, o bien, están definidos en otras normas y publicaciones con carácter oficial.

7.5-Clasificación

Los transformadores sujetos a esta Norma se clasifican por su tipo de alimentación eléctrica, capacidad nominal y clase de aislamiento:

De acuerdo con su tipo de alimentación eléctrica:

19




a) Monofásico.

b) Trifásico.

De acuerdo con su capacidad nominal:

a) De 5 a 167 kVA para monofásicos.

b) De 15 a 500 kVA para trifásicos.

4.3 De acuerdo con su nivel básico de aislamiento:

a) Hasta 95 kV (Clase 15 kV).

b) Hasta 150 kV (Clase 18 y 25 kV).

c) Hasta 200 kV (Clase 34,5 kV).

7.6-Especificaciones

Especificaciones de seguridad

Los transformadores objeto de esta Norma deben cumplir con las siguientes especificaciones de seguridad:

Condiciones de cortocircuito

Los transformadores objeto de esta Norma deben cumplir con las especificaciones de cortocircuito establecidas en el numeral 5.8 relativo a "Especificaciones de cortocircuito" de la Norma Mexicana NMX-J-116-ANCE-2005; para el caso de los transformadores tipo pedestal y autoprotegidos, para efectos de pruebas de cortocircuito, deben puentearse los fusibles y en caso de tener medio de interrupción en baja tensión, también deben puentearse. Estas condiciones serán determinadas con el método de prueba establecido en el inciso 6.1 de la presente Norma.

Preservación del líquido aislante (Hermeticidad)

El transformador debe ser construido con un tanque hermético con objeto de preservar el líquido aislante. Esta condición debe determinarse con el método de prueba establecido en el inciso 6.1 de la presente Norma.

20




Especificaciones de eficiencia energética

Eficiencia

Los transformadores de distribución, objeto de esta Norma, deben cumplir con los valores de eficiencia especificados en la tabla 1, y se demuestra con lo indicado en 6.2.

8-Realización de un transformador

8.1-Características de manufactura del transformador (12 volts, 3 Amp)

21




Alambre magneto

Alambre MagnetoBobina Primaria SecundariaCalibre Nº 29 Nº 18Gramos 0.07 gms 0.09 gmsEspiras 794 80

Núcleo

Núcleo Nº 87 tipo E-I, Marco Nº 87, Carrete Nº 87

Aislante

Papel pescado

Sección del conductor para el bobinado

a.- Los alambres pueden ser aluminio o cobre recocido (Magneto). Se usa más el cobre que el aluminio por ser este mucho más dúctil, maleable y flexible. El (Magneto) posee sobre su superficie un barniz aislante.

b.- La sección de los alambres que se usarán depende directamente de la intensidad de la corriente eléctrica que circula por el alambre (Ampacidad).

9-Pruebas

22




Para poder determinar el correcto funcionamiento de nuestro transformador realizaremos diversos tipos de pruebas a nuestro transformador; estas se realizaron en el laboratorio con equipo adecuado y se determinaron los siguientes resultados.

9.1-Prueba en vacío

Mediante esta prueba se revisara el funcionamiento del transformador sin carga, verificando el funcionamiento del transformador de baja.

Diagrama de conexión

Prueba en vacíoVp 123.1 Volts C.A.Ip 0.11 AmperesVs 13.1 Volts C.A.

Simbología: Vp: Voltaje Bobina primaria

Vs: Voltaje Bobina secundariaIp: Corriente bobina primaria

9.2-Prueba de resistencia Ohmica

Primario Secundario

23




Mediante la captura de la variación del voltaje y la corriente se determina la resistencia eléctrica (Ohms) de la bobina ayudándonos de la Ley de Ohm.

Diagrama de conexión “Bobina Primaria”

Resistencia Óhmica bobina primaria

Volts medidos (v) Amperes medidos (Amp)

R= vI

(Ω) Promedio R (Ω)

0 0 0

126.16 Ω

5 0.04 12510 0.09 111.1115 0.11 136.3620 0.15 133.3325 0.2 125

24




0 5 10 15 20 25 300

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

Resistentencia Bobina PrimariaLinear (Resistentencia Bobina Primaria)

Voltaje

Ampe

res

Diagrama de conexión “Bobina Secundaria”

25




Resistencia Óhmica bobina secundariaVolts medidos (v) Amperes medidos

(Amp)R= v

I (Ω) Promedio R (Ω)

0 0 0 0.725 Ω1 1.3 0.762 2.71 0.733 4.23 0.74 5.6 0.71

0 1 2 3 4 50

1

2

3

4

5

6

Resistentencia Bobina Se-cundariaLinear (Resistentencia Bobina Secundaria)

Voltaje

Ampe

res

26




9.3-Prueba de corto circuito

Se determinara el voltaje y corriente primaria hasta llegar al amperaje máximo de la bobina secundaria la cual estará en corto circuito, por ello el nombre que recibe la prueba.


Prueba de corto circuito Volts primario (Vp) Amperes primario

(Ip)Amperes

secundario (Is)2.5 0.03 0.54.1 0.09 16.4 0.15 1.58.3 0.20 2

11.2 0.27 2.513.4 0.32 3

27




0 2 4 6 8 10 12 14 160

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

Prueba de corto circuito Linear (Prueba de corto circuito )

Voltaje

Ampe

res

9.4-Prueba con carga (caída de tensión)

Se observa la respuesta del transformador, mientras este está trabajando con una carga en su bobina primaria. Nuestra carga será un foco de 40W y alimentaremos hasta 12V en la secundaria.


Prueba de corto circuito

28




Volts primario (Vp)

Volts secundario (Vs)

Amperes primario (Ip)

Amperes secundario (Is)

1 10.1 0.0301 0.00002 20.4 0.0459 0.000293 30.4 0.0601 0.000324 39.9 0.0702 0.000495 49.9 0.0849 0.000596 59.2 0.101 0.000787 69.1 0.118 0.001108 79.1 0.142 0.001259 89.2 0.179 0.00146

10 99.7 0.235 0.0016011 110 0.302 0.0017312 119.5 0.540 0.00195

9.5-Prueba de polaridad (método diferencial)

Se determina la dirección del flujo mediante la suma o resta del voltaje la cual resulta de la conexión. Si está a polaridad los voltajes se suman ya que van en la misma dirección, en caso contrario la corriente tiende a ir en dirección contraria y se resta la diferencia de voltajes.

En nuestro caso:

Prueba de polaridad método diferencialLectura en vació A no polaridad A polaridad

Vp 123.1 Volts C.A. Calculado Medido Calculado MedidoVs 13.1 Volts C.A. 110V 110.2V 136.2 135.9V

Simbología: Vp: Voltaje Bobina primaria

Vs: Voltaje Bobina secundaria


29




9.6-Prueba de polaridad (método de golpe inductivo)

Se determina la dirección del flujo mediante el impacto inicial del flujo el cual es causado por alimentación de corriente directa en la bobina primaria. Esto sucede ya que la corriente directa es una carga la cual podemos llamar lineal, esta no nos genera un campo que induce un flujo en nuestro embobinado secundario, sino un golpe con una carga puntual el cual nos indica la polaridad mediante el signo marcado en el multímetro.


30




10-Conclusiones

El verdadero valor de nuestro trabajo se ve reflejado en el producto final, pero, ¿Cómo realmente sabemos su valor monetario ante la gente y los competidores? Las pruebas realizas lo determinan, y estas nos ayudan a ver la calidad, rendimiento, precisión, etc., características las cuales le dan un carácter o valor tanto monetario como de utilización para el cliente.

Llevar a cabo este tipo de proyectos nos ayuda a comprender todo nuestro conocimiento adquirió y aplicarlo para solucionar, diagnosticar causas o verificar la calidad de los productos que adquirimos. De esta manera podremos apegarnos a las garantías que ofrecemos para validar algún proceso o reclamar nuestro derecho a un producto con las características indicadas.

11-Glosario

Np: número de espiras del bobinado primario

31




Ns: número de espiras del bobinado secundario.

f: frecuencia de la red domiciliaria en Hertz (Hz).

Vp: tensión en el bobinado primario en Voltios (V).

Vs: tensión en el bobinado secundario en Voltios (V).

ϕ: inducción magnética en (Gausses). Este valor puede variar entre 4.000 y 12.000 Gauss.

S: sección del núcleo en cm².

10–8: constante para que todas las variables estén en el sistema M.K.S, cambio a webers

B: inducción magnética en el núcleo elegido en Weber/m2 .

µ: permeabilidad del acero usado en el núcleo en Weber/(A x m).

H: intensidad del campo magnético en A/m (Amper/metro).

Ip: corriente eléctrica en el primario.

S: potencia aparente del transformador.

Ep: tensión inducida aplicada en el bobinado primario.

Is: corriente eléctrica del secundario.

S: potencia del transformador.

Vs: tensión aplicada en el bobinado secundario.

D: Densidad de Corriente eléctrica, que se definimos como la corriente eléctrica que fluye a través del área un conductor por unidad de área.

I: corriente eléctrica que circula por un conductor.

S: sección transversal del conductor.

Practica 1 Ingeniería Eléctrica.docx

Documents

Transcript of Practica 1 Ingeniería Eléctrica.docx