UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR - DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELECTRICA Y DE COMPUTADORAS - AREA 4 CONVERSIÓN ELECTROMECÁNICA DE LA ENERGÍA (Cod.

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1 UIVEIDAD ACIOAL DEL U - DEPAAMEO DE IGEIEÍA ELECICA Y DE COMPUADOA - AEA 4 COVEIÓ ELECOMECÁICA DE LA EEGÍA (Cod.55) GUIA DE ABAJO PACICO DE LABOAOIO P Enayo de un AFOMADO IFAICO. Objeivo Idenifica bobinado y analiza el compoamieno de un anfomado ifáico. Deemina el Gupo de Conexión en un anfomado ifáico, paiendo implemene de medi lo epecivo volaje obe u coepondiene bone pimaio y ecundaio.. Inoducción Acualmene cai odo lo iema pincipale de geneación y diibución de poencia en el mundo on ifáico de CA. Paa anfoma la coiene alena ifáica e puede hace uo de e anfomadoe monofáico. En el iema ifáico eo e anfomadoe deben abaja como una ola unidad. E lógico pegunae i no eía poible uni lo e anfomadoe monofáico en un olo aefaco ifáico y con ello conegui economía de maeial. Imaginémono e anfomadoe independiene. Uniéndolo en un olo anfomado ifáico, dejamo in modificación aquella pae de lo núcleo que llevan lo aollamieno y unimo lo demá lado de lo e núcleo en un camino magnéico común. al iema magnéico puede e compaado con la conexión en eella de e cicuio elécico. Peo en el iema ifáico con caga unifome el conduco neuo eula upefluo; pecindiendo de él, habemo coneguido economía de cobe. En el iema magnéico al conduco neuo coeponde el onco cenal común. El flujo en el hieo del anfomado puede e conideado como diecamene popocional a la enión y aaado en fae con epeco a la mima en un ángulo cai igual a 90. En conecuencia, la e enione pimaia deben da luga a e flujo de igual ampliud defaado ene í 0. La uma de eo e flujo en el onco común e igual a ceo, lo que pemie upimilo. El núcleo iméico indicado en la figua no e pea a la fabicación y acualmene e lo eemplaza po el indicado en la iguiene figua. En el cao de que el anfomado abaje en égimen deequilibado la uma de lo e flujo no e ceo, po lo que ee flujo neo debeá eablecee po el aie o la cacaa del anfomado. abajo pacico de laboaoio: anfomado ifáico - V Página

2 UIVEIDAD ACIOAL DEL U - DEPAAMEO DE IGEIEÍA ELECICA Y DE COMPUADOA - AEA 4 COVEIÓ ELECOMECÁICA DE LA EEGÍA (Cod.55) La foma me comune de ealiza la conexione de lo bobinado de lo aollamieno on: eella (con o in neuo), en iángulo y en zig zag. La diina conexione e deignan con lea, de acuedo a la iguiene nomenclaua: Eella => Y (en el lado de ala enión); y (en el lado de baja enión). iángulo => D (en el lado de ala enión); d (en el lado de baja enión). Zig zag => Z (en el lado de ala enión); z (en el lado de baja enión). Dependiendo de lo ipo de conexión, pueden apaece difeencia de fae ene la enione compuea del pimaio y ecundaio. e denomina gupo al deplazamieno o defaaje ene la eella equivalene del pimaio y ecundaio. En luga de conidea el valo del deplazamieno en gado e uiliza un númeo que e obiene de la iguiene elación: Gupo = Deplazamieno angula en gado / 0 Ee númeo debe enee en cuena paa coneca en paalelo do o má anfomadoe ifáico, ademá de la mima elación de anfomación, impedancia elaiva de coocicuio, ecuencia de fae y fecuencia de dieño. Conexione de lo anfomadoe La conexione báica de lo anfomadoe ifáico on: Y y; Y d; D y; D d; Y z. Vamo a analiza la venaja e inconveniene de cada ipo de conexión. Conexión Y y En ea clae de anfomadoe, la e fae de ambo bobinado eán conecada en eella, iendo la enión de línea vece mayo que la enión de fae. Aquí ambién coincide que la elación de anfomación m = V L / V L = V F / V F La conexión eella eella iene do poblema gave: i la caga en el cicuio del anfomado no eán equilibada, enonce lo volaje en la fae del anfomado pueden llega a deequilibae en foma muy evea. Lo volaje de ece amónica pueden e gande Eo poblema con la ecea amónica e deben a la no linealidad del cicuio magnéico del hieo. Do de la écnica uilizada paa educi y haa anula u efeco on: Coneca ólidamene a iea lo neuo e deci el ceno de la eella de ambo bobinado del anfomado, epecialmene el neuo del lado pimaio, ea conexión a iea pemie que la componene de ece amónica, (ecuencia ceo), cauan un flujo de coiene po el neuo en luga de acumulae alo volaje en el anfomado. abajo pacico de laboaoio: anfomado ifáico - V Página

3 UIVEIDAD ACIOAL DEL U - DEPAAMEO DE IGEIEÍA ELECICA Y DE COMPUADOA - AEA 4 COVEIÓ ELECOMECÁICA DE LA EEGÍA (Cod.55) Inea en el anfomado un ece bobinado, llamado eciaio, el cual debeá conecae en iangulo o dela. Como la componene de ece amónica on de ecuencia ceo e inducen coiene en el bobinado eciaio que anula lo efeco penicioo que ocuen en lo eane bobinado. Ee ipo de anfomadoe e muy poco uilizado Conexión Y d En ea clae de anfomadoe la e fae del bobinado pimaio eán conecada en eella y la del ecundaio en iángulo. Aquí el volaje de línea pimaio eá elacionado con el volaje de fae po: V L = V F, miena que el volaje de línea ecundaio e igual al volaje de fae ecundaio V L = V F, po ano la elación de volaje de fae e: m= V F / V F, po lo que la elación geneal ene volaje de línea eá: V L / V L = V F /V F = m Expeión que indica que la elación de anfomación geneal de la conexión Y d e vece mayo que la elación de anfomación de volaje de fae o de epia. Ea conexión no peena poblema con lo componene de ece amónica pueo que e conumen en una coiene ciculane en el lado conecado en dela o iángulo. Ea conexión ambién e má eable con epeco a la caga deequilibada. in embago peena como poblema que debido a la conexión el volaje ecundaio e deplaza 0 gado con epeco al volaje del pimaio del anfomado. Ee hecho del deplazamieno angula puede caua poblema en la puea en paalelo de lo ecundaio de lo anfomadoe. Lo ángulo de fae de lo bobinado del ecundaio de lo anfomadoe deben e iguale i e deean coneca en paalelo, po ano e iene que pone epecial aención en la diección del deplazamieno de la fae en 0 gado. egún ea la ecuencia de fae que e coneca el lado pimaio la enión del ecundaio puede adelana o aaa en 0 gado. Conexión D y En ea clae de anfomadoe, la e fae del bobinado pimaio eán conecada en iángulo, miena que la del bobinado ecundaio lo eán en eella. Aquí el volaje de línea pimaio e igual al volaje de fae pimaio, V L = V F, miena que lo volaje ecundaio V L = V F Po lo ano V L / V L = m / Conexión D d e uiliza ea conexión cuando e deean mínima inefeencia en el iema. Ademá, i e iene caga deequilibada, e compena dicho deequilibio, ya que la coiene de la caga e diibuyen unifomemene en cada uno de lo devanado. En ea clae de anfomadoe ano el bobinado pimaio y ecundaio eán conecado en iángulo, eulando la enione de línea y de fae iguale, eulando la elación de anfomación: m = V L / V L = V F / V F abajo pacico de laboaoio: anfomado ifáico - V Página

4 UIVEIDAD ACIOAL DEL U - DEPAAMEO DE IGEIEÍA ELECICA Y DE COMPUADOA - AEA 4 COVEIÓ ELECOMECÁICA DE LA EEGÍA (Cod.55) Conexión Y z (Zig zag) e conigue la conexión zig zag decomponiendo cada fae del bobinado ecundaio en do miade, la cuale e colocan en columna uceiva del núcleo magnéico y aollada en enido inveo, conecando lo finale en eella. Ea conexión e emplea únicamene en el lado de baja enión. iene un buen compoamieno fene a deequilibio de caga.. Pocedimieno e deaollaan a coninuación el méodo paa la deeminación del gupo de un anfomado ifáico (FOE 4). Paa deemina el gupo de conexione de un anfomado, e neceaio conoce de qué foma eán conecado, ano pimaio y ecundaio (Y y, Y d, D d, ó D y. o e conidea el cao de conexione en Z). Luego, lo que ea, e deemina el deplazamieno ene eella equivalene del pimaio y ecundaio. Paa ello, e mide pimeo la enione de línea del pimaio y ecundaio a fin de pode dibuja a ecala la eella equivalene de enione. A coninuación e unen lo bone pimaio y ecundaio coepondiene a una fae cualquiea (po ejemplo U u de la figua) y e ealizan la iguiene cuao medicione: V V v ; V V w ; V W v ; V W w abajo pacico de laboaoio: anfomado ifáico - V Página 4

5 UIVEIDAD ACIOAL DEL U - DEPAAMEO DE IGEIEÍA ELECICA Y DE COMPUADOA - AEA 4 COVEIÓ ELECOMECÁICA DE LA EEGÍA (Cod.55) e gafica a ecala la eella equivalene de enione del pimaio idenificando cada una de la fae (fig ), luego a pai de lo cuao valoe de enione aiba ciada (uilizando la mima ecala) y haciendo ceno en el exemo del fao W e azan la cicunfeencia coepondiene a la enione V V v y V V w, deeminándoe lo lugae geoméico de v y w. El puno de ineección de un mimo luga geoméico (po ejemplo v) deemina el exemo del fao coepondiene. Conocida la ubicación de lo exemo de lo faoe u v w e puede gafica la eella equivalene de la enione del ecundaio y upeponiéndola con la epeciva del pimaio e deemina el defaaje angula eulane. E pecio aclaa que, paa el cao de ala elacione de anfomación, e neceaio cona con anfomadoe de enión del nivel adecuado y con lo bone homólogo pefecamene idenificado, paa pode ealiza la medicione. Ejemplo: V V v = V V w = V W w = 580 V V W v = 49 V Vwv = 49 V Vww = 580 V W v v u V w U = u w Vvv = Vvw = 580 V Yd5 Uno de lo pincipale poblema que iene ee méodo e que e hace cai impoible deemina (diecamene) el gupo de un anfomado cuando la elación de anfomación pimaio / ecundaio e muy gande, dado que ello llevaía po azone de mayo peciión a la neceidad de ealiza un dibujo de un amaño impoane. Alguno pofeionale uilizan el ocilocopio con do canale paa ve lo defaaje ene la enione de lo bobinado pimaio y ecundaio (peviamene habiendo unido lo bobinado al como fue decio aneiomene). abajo pacico de laboaoio: anfomado ifáico - V Página 5

6 UIVEIDAD ACIOAL DEL U - DEPAAMEO DE IGEIEÍA ELECICA Y DE COMPUADOA - AEA 4 COVEIÓ ELECOMECÁICA DE LA EEGÍA (Cod.55) Lo pao a egui paa ealiza el laboaoio on: Expeiencia : Idenifica la pae, pae de bobinado y bone homólogo del anfomado ifáico FOE º 4 (e ecomendable ene a mano la hoja de dao povia po el fabicane). Deemina, bajo enión, la elacione de anfomación de cada uno de lo aollamieno y compaala con la obenida de la elacione de epia. ealiza la conexión de gupo elegido: en nueo cao eá Yd5. Coneca lo epecivo pimaio a la ed de alimenación (ifáica) veificando que la ecuencia de fae ea la coeca (U V W); luego efecua la medicione de enión como e decibió aneiomene (enione V V v ; V V w ; V W v y V W w ). ealiza la compobación del gupo gáficamene AE COMPA. epei paa la conexión de gupo Dy. En ambo cao medi lo valoe de coiene del bobinado pimaio de cada una de la fae. Expeiencia : Conevando la conexión aneio del anfomado ifáico coneca ene una fae y el ceno de eella del bobinado ecundaio una caga eiiva pua. ealiza la medicione de enione y coiene pimaia y ecundaia. epei el puno aneio peo ahoa conecando ene do fae una caga eiiva pua. ene en cuena que la coiene máxima que cicule po cualquiea de lo bobinado no debe upea lo A. Expeiencia : Uilizando el anfomado ifáico aneio elecciona lo bobinado pimaio y ecundaio coepondiene paa obene elación unidad ene ello. ealiza la conexione egún la iguiene figua: Coneca a cada bobina ecundaia del anfomado una lámpaa de poencia adecuada. Deja abieo el devanado pimaio AA ; coneca un ineupo en paalelo con el devanado CC. Alimena el anfomado con una fuene de 0 Vac que e aplica en el devanado cenal BB y obeva e inepea que ucede. Luego cea el ineupo en paalelo con el devanado CC ; obeva e inepea el fenómeno. 4. Elaboación Con la medicione y lo egio obenido, ealiza lo iguiene incio que debeán ea incluido en el infome: Expeiencia : ealiza el equema de conexione y el diagama faoial del anfomado en la conexione Yd5 y Dy. Deemina el gupo de cada conexión po el méodo gafico decipo. Expeiencia : ealiza lo diagama faoiale de la do conexione ealizada. Decibi e inepea lo eulado. Expeiencia : Baándoe en la figua de la expeiencia ealiza un equema indicando flujo magnéico pincipale po bobinado, ciculación de coiene y fem inducida en lo bobinado. Decibi e inepea lo eulado. Juno con la concluione de lo puno aneioe inclui la epuea a la iguiene peguna: o Cuál cee que e la azón de nomaliza la conexione de anfomadoe ifáico? o Explique en qué cao e conveniene uiliza y cuál e la aplicación de la diina conexione de lo anfomadoe ifáico. o En el anfomado ifáico enayado: la fae ienen independencia magnéica? o Explique po qué la coiene que ciculan po el anfomado en vacío no ienen el mimo valo. o Qué función pueden cumpli lo bobinado A, B y C del anfomado 4 conecado en iángulo? abajo pacico de laboaoio: anfomado ifáico - V Página 6

7 UIVEIDAD ACIOAL DEL U - DEPAAMEO DE IGEIEÍA ELECICA Y DE COMPUADOA - AEA 4 COVEIÓ ELECOMECÁICA DE LA EEGÍA (Cod.55) anfomadoe ifáico Gupo de conexión egún VDE 05 D: iángulo A.. Y: eella A.. d: iángulo B.. y: eella B.. #: 0º de defaaje de U L A.. epeco de U L B.. IDICE DE DEFAAJE ÍMBOLO DE DIAGAMA FAOIAL ACOPLAMIEO ALA EIO BAJA EIÓ EQUEMA DE COEXIOE ELACIO DE AFOMACIO Dd0 0 (0 ) Yy0 Dz0 Dy5 5 (50 ) Yd5 Yz5.de C. eoía: anfomadoe ifáico - Gupo - Ing.Joé Hugo Agañaaz, Pof.Adjuno Página

8 UIVEIDAD ACIOAL DEL U - DEPAAMEO DE IGEIEÍA ELECICA Y DE COMPUADOA - AEA 4 COVEIÓ ELECOMECÁICA DE LA EEGÍA (Cod.55) IDICE DE DEFAAJE ÍMBOLO DE DIAGAMA FAOIAL ACOPLAMIEO ALA EIO BAJA EIÓ EQUEMA DE COEXIOE ELACIO DE AFOMACIO Dd6 6 (80 ) Yy6 Dz6 Dy (0 ) (-0 ) Yd Yz.de C. eoía: anfomadoe ifáico - Gupo - Ing.Joé Hugo Agañaaz, Pof.Adjuno Página

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