Laboratorio Nº 02: EL TRANSFORMADOR MONOFÁSICO Ing. Palma García, Modesto Tomas -
[email protected] Ing. Gutiérrez Paucar, Agustín -
[email protected] Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Universidad Nacional Nacional de Ingeniería
Anthony Chavez Camos !"#!#!!!I –
[email protected] Lima, Perú
INTRODUCCIÓN
$n este in%orme se a&ordar' todo lo corresondiente al T(A)*+(MA( M)+*IC, la cual es una ma/uina eléctrica est'tica. *e analizar' su %uncionamiento así como tam&ién sus caracteristicas de dise0o.
I.
OBJETIVO
C. 1 u!t" u!t"me metr tro o
$l la&oratorio de acuerdo a los e1erimentos /ue se realizar' tiene or o&2etivos rinciales3. •
•
•
II. A.
ete eterm rmin inar ar los los ar' ar'm metro etross del circ circui uito to e/uivalente del tra%o mono%'sico ara oeraci4n a %recuencia y tensi4n nominal. Comortam Comortamiento iento &a2o di%erentes di%erentes régimenes régimenes de carga utilizando el circuito e/uivalente.. ete eterm rmin inac aci4 i4nn de las las cara caract cter eris isti tica cass de regulaci4n.
EUI!OS A UTILI"AR 1 tran transf sfor orma mado dorr 1KVA, 220/110 V.
mono monofá fási sico co
#. Vat"metro monofásico $ara f.d.$ ba%o, de 2& A. '()*+
de
).
B. Autotransformador variable de 1.3KVA, 220V, 10ª. .
2 Am$er"metro de $ina AC de 1& A. A.
-.
1 ermmetro.
•
$l circuito mostrado es un modelo e1acto, ero e1iste un modelo de circuito aro1imado con la cual se tra&a2ar' en los di%erentes ro&lemas y e1erimentos, veamos3 ara oder o&tener estos ar'metros del
. 1 esistencia variable de 220 10 A.
III.
MARCO TEÓRICO
circuito aro1imado se realizan unas rue&as la cual mostraremos a continuaci4n.
A. )l transformador. •
$s un disositivo /ue convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensi4n, en energía alterna de otro nivel de tensi4n, &as'ndose en el %en4meno de la inducci4n electromagnética. Cuya relaci4n de trans%ormaci4n viene dada or3
N 1 V P I S = = a5 N 2 V S I P
C. 5ruebas realiadas a un transformador. 5rueba de corto circuito 'cc+. *e alimenta el circuito hasta aro1imadamente #.! veces la corriente nominal asando or la misma y con los valores o&tenidos como
Pcc ,V cc , I cc se uede determinar
en un trans%ormador ideal se desrecia 6 elementos /ue de&en considerarse al momento de evaluar sus caracteristicas de %uncionamiento3 #. (esistencia de los devanados. !. (eactancia de disersi4n. 6. Pérdidas en el n7cleo8histéresis y %oucault9.
(e y :e. +actor de otencia3
cosφ =
PCC V CC I CC
φ =arcos (
B. Circuito de un transformador •
e4uivalente
Al considerar los elementos mencionados lineas arri&a tendremos un circuito e/uivalente /ue nos mostrar' las caracteristicas de %uncionamiento del trans%ormador, tal circuito se indica en la siguiente %igura3
z e =
V cc I cc
<
P cc V cc I cc
)
φ = Re + jX e
5rueba de circuito abierto o vac"o. *e alimenta el circuito hasta aro1imadamente #.6 veces la tensi4n nominal asando or la misma, tomando
las histéresis y corrientes ar'sitas y ohmicas en los arrollamientos, con todo lo mencionado odremos de%inir el rendimiento de un trans%ormador de la siguiente manera3
Po ,V o , I o ,
los valores tales como
Rc , X m .
con ello odemos o&tener +actor de otencia3
cosφ =
V o I o
φ =arcos
Y e =
P salida n= ∗100 P salida∗ P pérdidas
Po
I o V o
( ) Po
n=
V o I o
<−φ =
1
+
1
R c jX m
IV.
V 2 I L 2 cos φ L 2
V 2 I L 2 cos φ L + I L 2 R eq 2
∗100
!ROCEDIMIENTO
A. 8btencin de resistencias en #.C. 7 •
Medir las resistencias de cada arrollamiento y anotar la temeratura am&iente. Corregir los valores a la temeratura normalizada de re%erencia 8<=>C9.
B. )nsao en vac"o7 #. Caracteristicas de funcionamiento en un transformador. ;a regulaci4n y la e%iciencia son dos caracteristicas de mayor imortancia en el %uncionamiento de los trans%ormadores. ;os cuales son usados en sistemas de otencia ara la transmisi4n y distri&uci4n de energía.
•
?tilizar el siguiente circuito.
•
$nergizar el autotrans%ormador y variar la
-actor de re6ulacin7 ;a regulaci4n de volta2e es una medida de la variaci4n de tensi4n de salida de un trans%ormador, cuando la corriente de carga con un %actor de otencia constante varía de cero a un valor nominal, seg7n la siguiente de%inicí4n tenemos3
R
|V ,
| |V ,nominal| |V ,nominal|
2 sin carga
−
2
∗100
tensi4n hasta #6" @, a artir de este volta2e reducir la tensi4n cada #" @ hasta cero y registrar las lecturas de los instrumentos.
C. )nsao en corto circuito7 •
Armar el siguiente circuito.
•
A artir de cero voltios aumentar
2
endimiento7 *uongase el siguiente trans%ormador de n7cleo de hierro. *uongase /ue el volta2e de la salida se
mantiene constante al valor nominal y el tra%o %ormado con %actor de otencia cos φ L
gradualmente la tensi4n hasta lograr la corriente nominal en el lado de !!" @. .
#. )nsao con car6a. •
, est' entregando a la carga
una corriente I;! no necesariamente la nominal. ;as érdidas en el trans%ormador son los /ue se tienen en el n7cleo de&ida a
Con el circuito anterior des-energizaIdo, conectar a la salida la resistencia de carga varia&le de !!" a su m'1imo valor. $1citar el trans%ormador a tensi4n y %recuencia nominales.
•
A2ustar el valor de la resistencia de carga ara o&tener magnitudes de < A, = A, 6 Ay ! A, en la carga. (egistrar las lecturas de los instrumentos seg7n la ta&la ad2unta. I;8CA(GA9 " < = 6 !
•
@#
@;
)TA3 mantener constante la tensi4n de entrada 8!!" @9.
V.
BIBLIO#RAF$A
B#
M'/uinas $léctricas $st'ticas D Teoría y ro&lemas or M. *alvador G. - *alvador $ditores D *erie Ea&ich
B!
Teoría y an'lisis de M'/uinas $léctricas Agustín Gutiérrez P'ucar
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