UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA MECNICAEXPERIENCIA DE LABORATORIO No 1

CURSO: MAQUINAS ELCTRICAS

SECCIN: BINTEGRANTES:1.- Hidalgo Ramos, Ivan Arturo 20122038G2.- Escalante Salvador-Cristian 20122006H3.- Rojas Yupan Fiorela Yessenia 20102049C

2014 - IEL TRANFORMADOR MONOFSICOOBJETIVOE presente laboratorio tiene como finalidad os siguientes puntos: Determinacin de os parmetros de circuito equivalente de una transformador monofsico para operacin a frecuencia y tensin nominal. Pronstico de comportamiento de transformador bajo carga utilizando el circuito equivalente. Determinacin de las caractersticas de regulacin.

EQUIPOS A UTILIZAR

Un transformador monofsico de 1KVA y 220/110V Un autotransformador variable de 1.3KVA 220V y 0-10 Un voltmetro A.C 0-150-300V. Un multmetro. Un vatmetro monofsico para f.d.p bajo 2.5-5A Un ohmnimetro. Un frecuencimetro (220V 55-65Hz). Dos ampermetros A.C 6-15A Un termmetro 0-100C o instrumento equivalente. Un vatmetro de 120W(YEW) Una resistencia variable 0-10A 220V.CIRCUITOS A UTILIZAR

PROCEDIMIENTO

Ensayo en Vaco Armar el circuito de la figura 1, ajustando el autotransformador, variar la tensin hasta que el voltmetro indique el valor nominal (110 v). Mediante el mismo proceso, reducir la tensin desde 120% de la tensin nominal hasta cero voltios y registrar las lecturas de corriente, tensin y potencia.

Ensayo en Cortocircuito Utilizando el esquema circuital de la figura 2, a partir de cero voltios aumentar gradualmente la tensin hasta lograr la corriente nominal en el lado de 220v. Registrar las lecturas de tensin, corriente y las perdidas en carga dadas por el vatmetro. Cambiar la corriente primaria en etapas desde 120% hasta 10% de la corriente nominal y registrar las lecturas de los instrumentos.

Ensayo con Carga Con el circuito 2 des-energizado, conectar a la salida la resistencia de carga. Excitar el transformador a la tensin y frecuencias nominales. Ajustar el valor de la resistencia de carga para obtener magnitudes de 25, 50, 75 y 100% de la intensidad nominal secundaria, registrando la tensin secundaria y las lecturas de los dems instrumentos.Desconectar la carga y medir la tensin del primario para los valores anotados en las diferentes condiciones de cargas fijadas anteriormente.

CUESTIONARIO

1) La relacin de los valores tomados en las experiencias efectuadas.

Los valores obtenidos en la prueba de vaco efectuada a un transformador de220/110V;

Prueba de Vaco: af.d.p (%)

0.52058114.30.058.260.029.3023256

0.519974616.40.0531.540.1113.414634

0.5189621260.0550.10.2418.461538

0.518465936.50.0570.40.4424.109589

0.517817446.50.0589.80.6527.956989

0.5178908550.05106.20.8530.909091

0.518272462.40.05120.41.0533.653846

0.517655473.30.05141.61.3837.653479

0.517625283.70.06161.71.7334.448427

0.51716593.40.06180.62.1738.722341

0.5173293101.50.08196.22.632.019704

0.5175974110.30.09213.13.333.242672

Prueba de corto circuito:

Prueba con cargas:An=220/127 = 1.73228(relacin de trasformacin Nomina)V1I1I2PRP:Resistencia ensayada (ohm)

2202.9563623.45

2202.23.7548231.6

2201.52.532847.8

2200.81.2517596.7

2) Del ensayo de vaco trazar las curvas de factor de potencia cos()(%) potencia consumida P0(W) y corriente en vaco I0(A) como funciones de a tensin de alimentacin

.3) Del ensayo de corto circuito graficar a partir de las lecturas la potencia consumida Pcc(W),a tensin de induccin Vcc(V) y el factor de potencia de corto circuito cos()(%) como funciones de corriente de corto circuito Icc(A).

4) Utilizando los datos de las dos primeras pruebas hallar el circuito equivalente exacto del transformador para condiciones nominales.

De la prueba de vaco:g2=Del primer cuadro mostrado interpolamos para =110V y tenemos:

I0 = 0.33AV2 = 210Vg2=Tambin:b2=I0 = 0.33A V0 = 110V g2Reemplazando se obtiene:b2=2.633*10-3De a prueba de corto circuito:Req1=Interpolando para ICC=4.545A se obtiene los siguientes valores:Vcc=16.762V Pcu=71.255WReq1==3.449Xeq1=Vcc=16.762V Icc = 4.545AXeq1=1.305 Sabemos que :Req1=R1+a2R2 Xeq1=Xd1 + Xd2Los resultados son los siguientes:Req1= =1.724 Req1= =0.431 Xd1=0.6525 Xd2=0.163 5) Con el circuito equivalente aproximado trazar el diagrama circular de transformador es decir Va vs Ia

Zeq1=Req1 + jXeq1 =3.449 + j1.305Zeq1=3.688V2=1106) Con los datos de ensayo con carga a factor de potencia 1 graficar a curva Va vs Ia y compararlo con el grafico encontrado en 5.Expicar as diferencias.De ensayo con carga calculamos os valores de Va donde:Va = V02 V2

Graficamos Va vs Ia

7) para as diversas cargas determinar a cada de tensin interna u en % segn la expresin:

Evaluando tenemos:I1(A)MedidoI2(A)MedidoRp()MedidoE2(V)(Eq 3.2)VP(v)(E2-I2RP))

2.9523.5126.439.187.26

2.23.7531.6124.225.724.6

1.52.547.7123.574.073.29

0.81.2595.8122.531.671.35

8) Calcular a regulacin de tensin para carga nomina con cos()=0.8 capacitivo.Asimismo calcular a eficiencia de transformador para estas condiciones:Sabemos de a prueba de corto circuito que:Req1=3.0449 De las pruebas en el laboratorio se obtuvo:R1(DC)=1.2 R2(DC)=0.8 (T=21.6C)Entonces:Req1(DC)=1.2+4*0.8=4.40 Req(75C)=440*Evaluando:Req(75C)=6.1028 Viendo el circuito anterior se logra para una carga nominal:

Reemplazamos los siguientes datos en la ecuacin anterior:

Luego la regulacin es del siguiente valor:

Clculo de la eficiencia(n):

Sabemos que:

Reemplazando los valores en las ecuaciones se obtiene:

Luego la eficiencia ser:

9. Comparar las prdidas en el cobre con las prdidas de la carga

Dnde:

Adems, de la experiencia:= Entonces:

OBSERVACIONES

En la prueba de vaco se observ que se alimentaba por el lado de baja tensin al transformador; esto se hace generalmente en los transformadores de alto voltaje ya que sera muy difcil alimentarlo para pruebas por el lado de alta tensin con voltajes de 2.3KV., 10 KV, etc. Entonces se concluye que es recomendable hacer la prueba de vaco por el lado de baja tensin para as tambin brindar mayor seguridad.

En la prueba de corto circuito se observ que se alimentaba por el lado de alta tensin al transformador; esto se hace generalmente para poder as necesitar poca corriente nominal para la prueba ya que por el lado de baja tensin se necesitara ms corriente nominal (a veces ms). Entonces se concluye que la prueba de corto circuito es recomendable hacerlo por el lado de alta tensin para as tener una fuente de menor amperaje.

CONCLUSIONES

La relacin de transformacin se mantiene constante y no tiene tendencia a cambiar pues el voltaje inducido depende del flujo magntico y este de la corriente. Pero aunque se sature el flujo magntico este va a ser el mismo para ambas bobinas y por tanto el voltaje inducido va a ser el mismo.

Podemos apreciar que nuestro transformador en corto circuito presenta un factor de potencia muy cercano a 1. Lo que nos dice que el efecto resistivo es mayor que el reactivo.

La prueba con carga permite determinar la cada de tensin en el secundario debida a la carga adicional, para determinar la regulacin y hacer las compensaciones del caso, de tal forma que el transformador siempre entregue el mismo voltaje.

La eficiencia de un transformador es la relacin entre la cantidad de energa que entrega el transformador (energa til) entre la cantidad de energa que se le entrega al transformador (incluyendo las prdidas) es alta trabajando con valores nominales, los cuales aseguran la mxima transferencia de energa.

La resistencia y la reactancia son mucho mayores a la resistencia y la reactancia por ello podemos despreciarlos de los clculos presentes en el ensayo en vaco.