Informe Previo 2

Universidad Nacional Mayor de San Marcos Facultad de ingeniería Electrónica

LABORATORIO MAUINAS ELE!TRI!AS

In"or#e $revio %

Profesor: Ing. Edi Roman Ccorahua ALUMNO:

CODIGO:

2 de Ma!o de" 2#$

UNI&ERSI'A' NA!IONAL MA(OR 'E SAN MAR!OS

FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA EXPERIMENTO Nº 02

TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS

1. OBJETIVO •

•

•

Analizar en forma experimental la relación de transformación y la polaridad en los transformadores monofásicos utilizando los métodos mas usuales en la determinación de la polaridad. Calcular las pérdidas en el devanado y en el hierro a partir de las pruebas de corto circuito y vacío respectivamente, para luego hallar el circuito euivalente de dicho transformador monofásico. !allar el rendimiento de un transformador monofásico.

II. FUNDAMENTO "n transformador es un dispositivo para convertir energía eléctrica de un nivel de volta#e a energía eléctrica de otro nivel de volta#e mediante la acción de un campo magnético. Cuando se aplica un volta#e al primario de un transformador, se produce un $u#o en el n%cleo, como lo indica la ley de &araday. 'l $u#o variable en el n%cleo induce un volta#e en el devanado secundario. (uesto ue los n%cleos de los transformadores tienen muy alta permeabilidad, la fuerza magnetomotriz neta reuerida por el n%cleo para producir su $u#o es muy peue)a. *ado ue la fuerza magnetomotriz neta es peue)a, la fuerza magnetomotriz del primario debe ser aproximadamente igual y opuesta a la fuerza magnetomotriz del circuito secundario. 'ste hecho conlleva a la relación de corrientes del transformador ideal sea+ a=

V  V  2

=

 I 2  I 

=

 N   N 2

a  relación de transformación -   de vueltas del devanado /0+ primario, 1+ secundario2

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's imprescindible en la industria de la energía eléctrica, el conocer la regulación de volta#e de sus unidades de distribución, sólo de esa forma sabrían ue están suministrando un buen servicio, es decir, mantener en el lugar más ale#ado de la 3ub4estación, central o 56 un buen nivel de tensión. 'ste ensayo pretende simular lo anotado, la 7g. 0, muestra un 56 al cual se le ha anexado una carga ue el primer tanteo será resistiva pura /f.p. 0,82, en el segundo tanteo se tratará de mantener una carga inductiva con un f.p. de 9,: y en el tercer tanteo se tratará de mantener una carga capacitiva con un f.p. 9,: sólo como practica pues cargas capacitivas no se dan. 'l hecho de traba#ar con f.p. 9,: es de laboratorio en la práctica se exige 9,;< en atraso.

Fig, -

C!"#$% &'#()*&+$& ,& #+ $!)+-%!/),%! "n transformador real tiene $u#os dispersos ue %nicamente atraviesan los devanados primario o secundario, pero no los dos. Además, hay pérdidas de energía por histéresis, corrientes parásitas y pérdidas en el cobre. 'stos hechos son tenidos en cuenta en el circuito euivalente del transformador.

=ama de 'xcitación

*onde+ =p, =s+ resistencias efectivas del devanado primario y secundario. >p, >s+ reactancias de dispersión euivalentes del primario y secundario. =c+ resistencia óhmica del n%cleo o resistencia de pérdidas. >m+ reactancia de magnetización o componente de pérdidas de magnetización.

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C!"#$% &'#()*&+$& !&&!,% )* !/)!%

Re qp

=

2

 Xeqp

 Rp + a  Rs

=

 Xp

+

a 2 Xs

Cálculo de parámetros+

P!#&) ,& "!"#$% )&!$% 3)!) &* "4*"#*% ,& R" 5 X/6

7

'stando el secundario en circuito abierto y aplicando al primario el volta#e nominal, circula por este una corriente de excitación cuyo valor no es mas ue 1 al :? de la corriente a plena carga. Ye

=

 Ioc Voc

 @e+ Admitancia de excitación oc+ Corriente en circuito abierto Boc+ Bolta#e en circuito abierto  PF  =

cosθ  =

Woc Voc

&  Ioc

(&+ factor de potencia. oc+ potencia activa /en vatios2 ue consume en circuito abierto

Ye =

Ye =

 Ioc Voc

  Rc

' − θ °

−  J 

  Xm

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P!#&) ,& "%!$% "!"#$% 3)!) &* "4*"#*% ,& R&' 5 X&'6

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IMPORTANTE sólo bastará un volta#e primario del orden del 1 al 01? de la nominal para conseguir ue circulen corrientes nominales por las bobinas. (uesto ue volta#es mayores provocarían corrientes muy elevadas ue uemarían el transformador.  Zse

=

Vsc  Isc

Dse+ mpedancia en serie sc+ Corriente en corto circuito Bsc+ Bolta#e en corto circuito  PF  =

cosθ  =

Wsc Vsc &  Isc

(&+ factor de potencia. oc+ potencia activa /en vatios2 ue consume en circuito abierto

 Zse =

 Zse

=

Vsc  Isc Re

' θ °

qp

+

 JXeqp

POLARIDAD Y RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN *os o más terminales de los devanados /bobinas2 tienen la misma polaridad cuando las corrientes ue entran simultáneamente por los terminales producen $u#os ue son concurrentes. Ea polaridad de los devanados de un trasformador es importante cuando se pretende asocia las fases entre ellos, para poder determinar la polaridad, colocamos dos o más bobinas en serie, dependiendo de cada una, tendremos la suma o diferencia de las tensiones instantáneas inducidas en ellos. *os bobinas para producir $u#os concordantes tienen ue tener la misma polaridad. 'l método consiste en marcar un punto arbitrario, los otros puntos serán marcados a partir de la 0F bobina. Eos puntos indican los terminales por los cuales deben entrar las corrientes para producir $u#os concordantes. 'n la determinación de las G6arcas de (olaridadH /puntos2 se pueden utilizar tres métodos+ LABORATORIO 'E M)UINAS EL*!TRI!AS + EA$IE

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0. (or GIolpe nductivoH. 1. Con una fuente de C.A. conectando el transformador como un auto transformador. J. (or GComparaciónH con un transformador cuyas marcas de polaridad sean conocidas /Con un 5est 5urn =atio o 5.5.=.2

LECTURA POSITIVA  polaridad sustractiva

LECTURA NEGATIVA POLARIDAD ADITIVA

EFICIENCIA O RENDIMIENTO 'l rendimiento de un transformador se de7ne como la relación entre la potencia de salida y la potencia absorbida de la red por el transformador

(ara determinar el rendimiento de un transformador de una madera rápida y directa podemos medir con un vatímetro la potencia del bobinado primario y de igual forma con otro vatímetro la potencia del bobinado secundario, de tal forma ue el rendimiento del transformador vendrá determinado por el coe7ciente ue resulte entre estos dos valores. 8tra manera de calcular la e7ciencia en un transformador es determinado el cociente de la potencia de salida y la potencia de entrada, sumándole las perdidas en el cobre y en el hierro

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'l rendimiento de un transformador es variable y depende varios factores+ 4 *el valor de la potencia suministrada. 4 *e la forma del transformador. 4 *e la calidad de los materiales con los ue fue construido /n%cleo y bobinados2. 'l rendimiento, por ser un dato relativo /un dato de potencia medida depende del otro dato de potencia medido2. 3e expresa en porcenta#e. Ber la fórmula aba#o. (ara determinar el rendimiento de un transformador, se alimenta el bobinado primario con el *o"+a,e nominal, se coloca la carga nominal en el bobinado secundario y se miden la potencia de entrada (a /potencia absorbida por el transformador2 y la potencia de salida (u /potencia %til2. 'stos valores medidos se reemplazan en la siguiente fórmula. =endimiento /?2  /(u x 0992 K (a *onde+ 4 (u (otencia %til 4 (a  (otencia absorbida.

III.BIBLIOGRAFÍA • • • • • •

 5eoría de 6áuinas 'léctricas  5eoría de 6áuinas 'léctricas 6áuinas 'léctricas 6áuinas 'léctricas

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