Informe laboratorio ensayo de transformadores

Electrotecnia y Maquinas Eléctricas Trabajo Practico N°3 : Informe de Laboratorio “Ensayo de transformadores”

Profesor : Ing. Oscar Bercoic! JTP: Ing. "#$io %occo Alumno: &a#sto 'anie$ (e$etti Legajo: )*.)+, Curso: )°*+ Carrera: Ingenier-a ec/nica Año: 0*+1

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Introducción a transformadores.







Casi todos los días de nuestra vida usamos aparatos eléctricos que funcionan con corriente alterna, entre los que se encuentran las radios, los televisores, ordenadores. Lo que hace a la electricidad alterna generalmente generalmente más útil que la continua es que esta puede ser controlada más fácilmente. Esto se debe al efecto “oule! que es la perdida de energía eléctrica en un conductor cuando se mane"an altas corrientes #$ P perdida= I 2 ×R. %or lo que si queremos hacer más eficiente el transporte de electricidad debemos tratar de hacerlo en corrientes ba"as & si además queremos hacerlo a grandes potencias #$ P= V×I , debemos aumentar el volta"e. Elevar el volta"e en CC es mucho más comple"o &a que se necesitan dinamos en serie & no es práctico, por eso fracaso la idea de 'homas Edison. En cambio elevar la tensi(n en C) se logra simplemente con un transformador, gracias a la le& de Len* +La ley de Lenz para Lenz para el campo electromagnético electromagnético relaciona cambios producidos en el campo eléctrico en un conductor con la variaci(n de flu"o magnético en dicho conductor. %or eso es que funcionan los transformadores, porque ha& una corriente que cambia de sentido & varia el flu"o magnético sobre las espiras que es lo que induce un campo eléctrico en la segunda, pudiendo elevar o ba"ar tensiones de acuerdo a la cantidad de espiras del primario & secundario del transformador. Con esto la misma energía puede ser distribuida distribuida a largas distancias con ba"as intensidades de corriente &, por tanto, con ba"as pérdidas por causa del efecto oule & otros efectos asociados al paso de corriente, tales como la histéresis o las corrientes de -oucault )unque la ma&oría ma&oría de los dispositivos dispositivos electr(nicos electr(nicos funcionan funcionan con corriente continua, continua, la C) se puede convertir en continua mu& fácilmente, que es lo que se hace ho& en día en un ordenador, se alimenta con alterna pero se rectifica a continua en una fuente.

na corriente alterna se produce mediante la rotaci(n de una bobina con velocidad angular constante dentro de un campo magnético uniforme. /enerando una frecuencia de oscilaci(n -. generalmente se traba"a con 01231241 5ert* que son ciclos por segundo.







6e denomina transformador a a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensi(n en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo manteniendo la potencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal +esto es, sin pérdidas, es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales presentan un peque7o porcenta"e de pérdidas, dependiendo de su dise7o & tama7o, entre otros factores. El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensi(n, en energía alterna de otro nivel de tensi(n, basándose en el fen(meno de la inducci(n electromagnética. electromagnética. Está constituido por dos bobinas de material conductor, conductor, devanadas sobre un núcleo cerrado de material ferromagnético, pero aisladas entre sí eléctricamente. eléctricamente. La única cone8i(n entre las bobinas la constitu&e el flu"o magnético común que se establece en el núcleo. El núcleo, generalmente, generalmente, es fabricado f abricado bien sea de hierro o de láminas apiladas de acero eléctrico, aleaci(n apropiada para optimi*ar el flu"o magnético. Las bobinas o devanados se denominan primario & secundario según correspondan a la entrada o salida del sistema en cuesti(n, respectivamente. 'ambién e8isten transformadores con más devanados9 en este caso, puede e8istir un devanado :terciario:, de menor tensi(n que el secundario.







ferromagnético, ferromagnético, éste mantiene la se7al magnética tras retirar el campo magnético que la ha inducido. En electrotecnia se define la histéresis magnética como el retraso de la inducci(n respecto al campo que lo crea. Esto se obtiene haciendo circular una corriente alterna a una bobina en un núcleo de material ferromagnético como ocurre en los transformadores. transformadores. o

%ara el calculo de transformadores, tenemos lo que llamamos un circuito equivalente equivalente & para determinar sus parámetros es necesario ensa&ar dicha maquina ba"o ciertas condiciones que es lo que haremos en este practico.







6implemente para poder calcular estos valores tenemos que reali*ar ; ensa&os, uno de vacío que nos dará la potencia de perdida & donde podremos obtener la resistencia del cobre & la reactancia, mientras que el ensa&o de corto nos dará la resistencia de corto & la reactancia de corto.









Medición de la resistencia de aislación 6e define como resistencia de aislaci(n a la propiedad que tienen los materiales aislantes para oponerse al paso de la corriente. El ensa&o se efectu( de acuerdo de la )? ;@13, se utili*( un ?E/A5?E'>A anal(gico de @111B. La resistencia mínima admisible para poder alimentar la maquina con la tensi(n de traba"o debe ser igual o superior a #$ Rmin = U (KV) + 1 ) estas estas lecturas se las las debe referenciar referenciar a la temperatura temperatura de ;1C, para esto se utili*a una una gráfica para determinar un coeficiente. Raislacion (20°) = K!× Raislacion (t° ensayo)

"ia#rama de cone$ionado De acuerdo a nuestra temperatura de @1C obtuvimos un  ' # 1,3

%rrollamiento %lta tension

Resistencia medida

a*a tension

20M&(10°) 20 2 0M&(10°)

Resistencia a 20°

20×0' 200'

Resistencia minima

10 M& 10M &







Medición de la Resistencia ó,mica de los arrollamientos-

)quí también ha& ha& que referir la resistencia a los los F3C.

RF3°C = R T ° A ×

%rrollamiento

G1H,3 +;G0, 3 + T ° A

%lta te tensión

orriente K / %10 .3

 1'2%

K .0mV10

/ 121

V 31mV

a*a tensión

%10

2'23%

00mV10

..

14mV

11

!ensión

R!% 0'0401 & 0'03514

&

R F3°C =

1, 101@Ω ×

G1H,3 +;G +;G0,3 + @1

=

1, 31I Ω %lta tensión

R.°

ta

0'05 & 0'053 &

10°  10° 







6nsayo de 7ac8o Consiste en alimentar el transformador transformador sin conectar carga en el arrollamiento secundario. secundario. )l hacer esto la corriente que circula circula por su devanado devanado es la que que demanda para alimentar las perdidas perdidas %5 perdida por histéresis, % f perdida -oucault, perdidas en el núcleo de hierro & el cobre del arrollamiento arrollamiento pero como la corriente está mu& por deba"o de la nominal, las perdida por núcleo de hierro & por la resistencia de cobre se desprecian & queda como lo siguiente.

90 = 9: + 9f

orriente K 0'%100

!ensión (Vm) / 40

 0'2%

K 00VV10

9otencia / 12

V 20V

K 100;1 0

/ 4

Empe*amos a calcular los parámetros de la máquina para construir el diagrama equivalente. equivalente.

R1

P1

=

P 1 I1

;

=

01W +1,; A

;

= @111Ω = @K Ω

= Vn × I 1 × cos ϕ 1

cos ϕ 1

=

P 1 Vn × I 1

G4 I4°

=

t

01W

;31Vx 1,;A 1 F3

=

1, I

9 40;







I µ = I1 × senϕ 1 = Vm × B1 = ;31V × 1, 1110IS = 1,@; Amper I ρ + h = I1 × cos ϕ 1 = Vm × G1 = ;31V × 1, 11140S = 1,@4 A Cabe destacar que estas mediciones se hicieron del lado de alta tensi(n, que en nuestro caso es el primario.







6nsayo de cortocirc
o orriente K 10%100

!ensión (Ve) / 0

 %

K 1V10

9otencia / 3

V '3V

K 00;10

/ 3

9 .2;

En este caso también se reali*aron las mediciones en el lado de alta tensi(n +primario, por lo que para hacer el circuito equivalente referido al secundario debemos transformarlo con la relaci(n de transformaci(n “a!.

Z e

=

V cc Icc P

=

H, 4V = @,144Ω HA F;W









%ara referirlo al secundario debemos tener la contante de transformaci(n & hacer las siguientes conversiones. conversiones. 6iendo “a! # ;,14

R ′

1,II

Informe laboratorio ensayo de transformadores

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