Experiencia 2 Instrumentos de Medición

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LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS I

EXPERIENCIA I: REACTOR CON NÚCLEO SATURABLE

1. Objetivos

Al término de esta sesión de laboratorio el alumno será capaz de:

• Identificar las características constructivas de un circuito magnético.
• Determinar la curva B-H de un material ferromagnético a través de un ensayo en corriente alterna.
• Determinar las curvas λ-i de un reactor con núcleo saturable con entrehierro.
• Determinar la forma de onda de la corriente de excitación de un reactor con núcleo saturable.

2. Características constructivas de un núcleo magnético

2.1 Procedimiento

1. Identificar en el laboratorio de máquinas eléctricas el núcleo magnético que se utilizará para el ensayo (Fig. 1.)
2. Anotar en la Tabla 1 las características físicas del núcleo: dimensiones, sección transversal, tipo núcleo, laminado.
3. Observar las características del bobinado disponible (carrete, aislamiento, conductor, capas)
4. Observar cómo se podría agregar un entrehierro en el núcleo.

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Figura N°1. Núcleo magnético de ensayo

TABLA N°1. Identificación de las características del núcleo magnético

3. Determinación de la curva B-H del material ferromagnético del núcleo

3.1 Procedimiento

1. Armar una bobina de ensayo simple que abrace la sección transversal del circuito magnético de la Figura 1. Utilice un conductor eléctrico aislado y averigüe las siguientes características del conductor: calibre AWG, sección, tipo aislamiento y valor r.m.s de la corriente máxima admisible por el conductor.
2. Implementar el circuito que se muestra en la Fig. 2. Asegúrese que no existe entrehierro.
3. Aumentar en forma gradual la tensión AC de alimentación entre [0, Vmax] y mida la corriente (I) y el voltaje (V) y la frecuencia de alimentación (f). Indique como definir un criterio para especificar Vmax
4. Encontrar una expresión matemática que a partir de los datos del núcleo permita determinar B (emplee ley de Faraday) y H (emplee ley de Ampere)  para cada una de las medidas realizadas.
5. Tabular y graficar posteriormente la curva B v/s H.

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Figura N°2. Circuito experimental para obtener la curva B-H del material ferromagnético del núcleo de ensayo

3.2 Listado de instrumentos y equipamientos.

Detalle en la Tabla 2 el listado de instrumentos y equipamientos que se necesitarán para esta experiencia.

                   TABLA N°2. Listado de instrumentos y equipamientos para determinar curva B-H

3.3 Diagrama de alambrado

Dibujar un diagrama de alambrado (real) para realizar esta experiencia (Incluya los instrumentos de medición).

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Figura N°3. Diagrama de alambrado para determinar la curva B-H del núcleo magnético de ensayo

3.4 Tabla de Valores obtenidos

Anote en la Tabla 3 cada una de los resultados obtenidos para las mediciones realizadas. Especifique también los valores de B y H calculados para cada una de las medidas de voltaje y corriente.

TABLA N°3. Voltajes y corrientes medidas para obtener la curva B-H del material ferromagnético del núcleo

3.5 Curva B-H obtenida

A partir de los resultados tabulados en la Tabla 3, grafique en la Fig. 4 la curva B-H obtenida para el núcleo de ensayo.

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Figura N°4. Curva B-H obtenida para el núcleo de ensayo

4. Determinación de las curvas λ-i de un reactor con núcleo saturable

4.1 Procedimiento

i) Implementar el circuito de la Fig. 2, pero ahora considerando el bobinado real disponible en el laboratorio de máquinas eléctricas.

ii) Repetir el procedimiento realizado en 3.1, considerando diferentes magnitudes de entrehierro “g”.

iii) Graficar para cada uno de los casos las respectivas curvas λ-i.

1. Tabla de valores

Caso 1: g = 0  (sin entrehierro)

TABLA N°4. Voltaje y corriente medidos para el circuito de ensayo sin entrehierro

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