reglamento de laboratorio de maquinas

8/16/2019 reglamento de laboratorio de maquinas

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UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARIA

FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIAS

F Í SICAS Y FORMALES

PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIER Í A

MEC Á NICA, MEC Á NICA-EL ÉCTRICA Y

MECATRÓ NICA

CURSO:

LABORATORIO DE M ÁQUINAS EL ÉCTRICAS

TEMA:

REGLAMENTO GENERAL DE USO Y SERVICIO DEL LABORATORIO DE

ELECTRICIDAD, NORMAS DE SEGURIDAD, USO DE HERRAMIENTAS E

INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DE MAGNITUDES ELÉCTRICAS

PROFESOR:

ING. LUIS A. CHIRINOS

ALUMNO:

HECTOR VALDIVIA YAULLI

GRUPO 1

AREQUIPA – PERU


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LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS

EL CICLO DE HISTERESIS

I.- OBJETIVO: Determinación de la curva de magnetización del material ferromagnético y laspérdidas en el material ferromagnético del núcleo. Observación del lazo de histéresis de

diversos reactores de diferentes características.

II.- MARCO TEÓRICO:

Calidad de los ateriales ferromagnéticos.

!n una m"#uina eléctrica$ son los componentes #ue permiten la concentración de las líneas de

campo magnético #ue se producen en las bobinas y facilitando la transferencia de potencia de

un circuito a otro. !l tipo de fundición determina la calidad del acero laminado o fundido y

enri#uecido con silicio para formar las distintas clases de chapas$ #ue son e%clusivamente

empleados en m"#uinas eléctricas.

!l punto de vista b"sico para elegir el material depende del tipo de flu&o$ si va a ser constante o

variable. 'i el valor del flu&o en una determinada parte se mantiene constante en magnitud y

sentido$ no se originan pérdidas en el hierro en dicha parte$ por lo #ue podr"n ser utilizados

núcleos masivos formados de una pieza y construidos de acero moldeado$ fundición o

similares. 'i el flu&o en una parte del circuito magnético ha de ser variable$ dar" lugar a

pérdidas en el hierro de esa parte$ por lo #ue en tal caso es preciso recurrir al empleo de

chapas magnéticas.

Clasificación de las chapas.

Desde el punto de vista de su composición y características$ se clasifican las chapasmagnéticas en ordinarias$ superiores y e%tra superiores.

( Chapas ordinarias. )alor de pérdidas totales *$+,-g. 'u permeabilidad es muy buena$ pero

debido a sus elevadas pérdidas son poco empleadas.

( Chapas superiores. )alor de pérdidas totales /$+,-g. !s la m"s empleada en la

construcción de m"#uinas rotativas$ menor pérdidas #ue las ordinarias y su permeabilidad es

inferior.

( Chapas e%tra superiores. )alor de pérdidas totales 0$+,-g. 'on e%clusivamente empleadas

en transformadores son de grano orientado y son muy fr"giles$ en m"#uinas rotativas no son

usadas por#ue se romperían con facilidad. 'u permeabilidad est" muy pró%ima a la de las

ordinarias.

Pérdida !" !# $i!rr%.

1a variación del flu&o en una determinada parte del circuito magnético puede resultar por

cual#uiera de los motivos siguientes:

( 2or#ue el flu&o es alterno.

( 2or#ue aún conservando el flu&o un valor constante$ presenta un movimiento relativo respecto

a la parte considerada del circuito magnético. !se movimiento relativo puede resultar de un

desplazamiento del flu&o$ permaneciendo fi&a la parte #ue se considera del circuito magnético o

por un desplazamiento de dicha parte$ conserv"ndose fi&a la dirección del flu&o.

2ara reducir la potencia #ue se pierde por efecto de la histéresis se emplean chapas

magnéticas sometidas a un adecuado proceso de recocido.


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2ara reducir la pérdida de potencia por corrientes par"sitas o de 3oucault es conveniente #ue

las partes del circuito magnético$ recorridas por un flu&o variable$ estén constituidas por un

cierto número de chapas de hierro de poco espesor 45$6mm en las m"#uinas rotativas y

5$*6mm en los transformadores7 convenientemente aisladas entre sí por medio del propio ó%ido

de las chapas$ papel o barniz aislante.

8l efectuar el monta&e del núcleo magnético$ es imprescindible disponer de las chapas demanera #ue #ueden en planos paralelos a la dirección del flu&o ó en planos perpendiculares al

e&e del rotor cuando se trate de m"#uinas rotativas.

III.- ELEMENTOS A UTILI&AR:

5* 9ransformadores de 5.6 y 5.*6 )8$ +5 z$ //5-005 )

50 8utotransformador variable de 5 ; //5 )

50 55 ?$ 50


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figura /$ hacer variar la tensión de salida del autotransformador de /5$ =5$ +5$ >5$ 055 y 0/5B

de n 4tensión nominal7. Observar como varia la forma de la figura en el osciloscopio.

c7 9amaHo y forma del 1azo de histéresis de diversos reactores. Con el circuito de la figura / y

solo la tensión nominal conectar diferentes reactores 4tamaHos y materiales del núcleo7.

Observar$ dibu&ar y comparar los diferentes lazos obtenidos para cada reactor$ tomando los

valores de la corriente de e%citación.

3igura /

V.- CUESTIONARIO

(. 1Q2é ! !# 3ir32i4% !52i6a#!"4! d! 2"a 7852i"a !#é34ri3a9 1!" 52é ! !52i6a#!"4!9

!l circuito e#uivalente de un transformador depende del tipo de estudio a realizar y sobre tododel rango de !l circuito e#uivalente de un transformador depende del tipo de estudio a realizar

y sobre todo del rango de frecuencias #ue pueden aparecer en las ondas de tensión y corriente

del sistema en estudio. 1os circuitos e#uivalentes estudiados en este artículo sólo son v"lidos

para el an"lisis de redes en régimen permanente y e#uilibradoI por e&emplo$ para estudios de

flu&os de carga 4load floJ7 en los #ue se utilizan modelos monof"sicos.

1a 3igura 0 muestra el circuito e#uivalente de un transformador de dos arrollamientos en el #uesus lados primario y secundario est"n relacionados mediante la relación de transformaciónKp-Ks. !ste circuito puede servir para representar un transformador monof"sico o cual#uiera delas fases de un transformador trif"sico$ tanto en régimen permanente como en procesostransitorios de ba&a frecuencia. !n caso de tener #ue analizar el comportamiento completo de

un transformador trif"sico$ adem"s de incluir la representación de las tres fases$ seríanecesario tener en cuenta el tipo de cone%ión en ambos lados del transformador.

!n este traba&o sólo se analizan circuitos adecuados para representar un transformador de dosarrollamientos funcionando en régimen permanente y en condiciones de carga simétrica ye#uilibrada. !n tales condiciones$ un transformador trif"sico se puede representar mediante uncircuito e#uivalente monof"sico.


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3igura 0. Circuito e#uivalente de un transformador con dos arrollamientos.

1os par"metros #ue aparecen en el circuito de la 3igura 0 tienen un significado físico muyconcreto:

•


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b7 2ar"metros en el lado secundario.

3igura /. Circuitos e#uivalentes simplificados de un transformador con dos arrollamientos.

'i se utilizan los siguientes símbolos:

• 2otencia nominal 'n$ en )8 o )8

• 9ensiones nominales )n0$ )n/$ en )

• 9ensión de cortocircuito Pcc$ 4en pu o en B7

• 2érdidas por efecto Loule en el ensayo en cortocircuito ,cc$ en , o , el c"lculo de

los par"metros del circuito e#uivalente simplificado y referido al secundario podría ser como sigue 43igura /b7:

40a7

40b7

40c7

donde Q/ es la impedancia total de los arrollamientos$ referida al lado secundario$ y f es lafrecuencia de operación del sistema en el #ue funciona el transformador.

2or lo #ue respecta al c"lculo de par"metros referidos al lado primario 43igura /a7$ sólo esnecesario cambiar el subíndice R/R por el subíndice R0R en el símbolo de tensión nominal yaplicar el mismo proceso.

1os valores de resistencia$ inductancia 4o reactancia7 e impedancia de los circuitos de la 3igura/ se conocen también como resistencia$ inductancia 4o reactancia7 e impedancia decortocircuito. 8sí$ por tanto$ en el resto del artículo se utilizar"n los siguientes símbolos:

http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052011000100010#fig2bhttp://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052011000100010#fig2ahttp://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052011000100010#fig2http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052011000100010#fig2http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052011000100010#fig2bhttp://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052011000100010#fig2ahttp://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052011000100010#fig2http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052011000100010#fig2


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4/a7

4/b7

!n la aplicación de estas fórmulas se supone #ue los valores de P cc y ,cc$ son los mismosindependientemente de cu"l sea el lado por el #ue se alimenta o el lado por el #ue secortocircuita el transformador durante el ensayo en cortocircuito.

*. Ha##ar !# 3ir32i4% !52i6a#!"4! d!# r!a34%r ;ara 2 4!"i!r!"4! ;ara2"a 7i7a 4!"i


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'e produce histéresis al someter al núcleo a un campo creciente$ los imanes 4o dipolos7

elementales giran para orientarse según el sentido del campo. 8l decrecer el campo$ la mayoría

de los imanes elementales recobran su posición inicial$ sin embargo$ otros no llegan a

alcanzarla debido a los rozamientos moleculares conservando en mayor o menor grado parte

de su orientación forzada$ haciendo #ue persista un magnetismo remanente #ue obligue a

cierto retraso de la inducción respecto de la intensidad de campo.

1as pérdidas por histéresis representan una pérdida de energía #ue se manifiesta en forma de

calor en los núcleos magnéticos. Con el fin de reducir al m"%imo estas pérdidas$ los núcleos se

construyen de materiales magnéticos de características especiales$ como por e&emplo acero al

silicio.

1a pérdida de potencia es directamente proporcional al "rea de la curva de histéresis.

1a curva de histéresis muestra la curva de magnetización de un material. 'ea cual sea el

material específico$ la forma tiene características similares.

• 8l principio$ la magnetización re#uiere un mayor esfuerzo eléctrico. !ste intervalo

es la llamada zona reversible.

• !n un determinado punto$ la magnetización se produce de forma proporcional. !n

ese punto se inicia la denominada zona lineal.

• 3inalmente$ se llega un instante a partir del cual$ por mucha fuerza magnética #ue

induzcamos al material$ ya no se magnetiza m"s. !ste es el llamado punto de

inducción de saturación$ #ue determina el inicio de la llamada zona de saturación.

2ara la grabación magnética analógica de sonido hay #ue tener en cuenta la curva de

histéresis. 1a seHal de audio hay #ue grabarla solo en la zona lineal de la cinta magnética

de audio$ de modo contrario$ por arriba o por aba&o$ sufriría deformaciones.

,. P%r 52é #% r!a34%r! 4i!"!" di>!r!"4! 3%rri!"4! d! !3i4a3i


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'e toma igual al producto de la corriente térmica nominal por la impedancia del dispositivo a la

frecuencia nominal y a /6 TC$ e%cepto para ciertos resistores para los cuales$ debido a su

coeficiente de temperatura$ su resistencia cambia durante el tiempo de funcionamiento$

causando un incremento de la tensión 4o una disminución de la corriente7$ y para

transformadores de tierra #ue tienen topes de regulación donde el ensayo dieléctrico de tensión

inducida se debe realizar con el tope #ue produce la m"%ima tensión por espira.

'. E" 2" ;a;!# 7i#i7!4rad% ra>i3ar #% da4% 4a@2#ad%: V-I = -V.

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 550

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

V-I

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 01 11 21 31 41 51 61 71 81 92 02 12 22 32 42 52 6

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

W-V

82!


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• na curva ) vs. en el reactor me puede representar la curva de saturación del

material ferromagnético.

• 8 mayor entre hierro mayor corriente.

• 8 medida #ue aumenta la corriente$ el volta&e tiende a ser constante debido al punto de

saturación.

• Como hemos comentado en la introducción$ los materiales magnéticos tienen

diferentes aplicaciones pr"cticas$ y en base a esta utilidad elaboraremos nuestras

conclusiones.

• Decíamos #ue los materiales ferromagnéticos se usan para aumentar el flu&o

magnético de un circuito de corriente y como imanes permanentes y según nuestros

resultados$ para ambas aplicaciones es me&or el plateado.

• !l núcleo plateado es mucho me&or para aumentar el flu&o magnético de un circuito de

corriente y se debe a #ue la permeabilidad del núcleo plateado es mucho mayor$ para

un mismo $ #ue la del núcleo azul.

• 9ambién$ a la hora de construir un im"n permanente$ sería me&or utilizar el núcleo

plateado ya #ue su remanencia es mayor$ para unos valores m"%imos de fi&ados$ #ue

la del núcleo azul.

. BIBLIORAFGA:

ndicar la bibliografía consultada en la elaboración del informe$ y de haberse utilizado

información de la red indicar la dirección

http:--es.slideshare.net-Ca

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