I1. transformador

INGENIERA ELECTRNICA E INSTRUMENTACIN 1

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE

EXTENSIN LATACUNGA

Ing. Electrnica e Instrumentacin

Quinto Nivel

Mquinas Elctricas

Ing. Mario Jimnez

Alumnos: Jorge Luis Buele

John Espinoza

Wilson LLanganate

Fecha: Martes, 29 de abril de 2014.


PRIMER PARCIAL

INFORME DE LABORATORIO N1

1. TEMA

El transformador 8341

2. OBJETIVOS

1. Determinar los aspectos constructivos del transformador

2. Medir con el hmetro la resistencia de los arrollamientos

3. Medir voltajes en el bobinado y comparar con valores nominales.

4. Determinar la curva de excitacin del transformador.

5. Identificar como vara las magnitudes en el transformador con carga

resistiva, inductiva y capacitiva.

3. MATERIALES

Mdulo de transformador EMS 8341.

Mdulo de fuente de alimentacin (120/208 V c-a) EMS 8821

Mdulo de voltmetro.

Mdulo de ampermetro.

Mdulo de resistencia variable.

Mdulo de inductancia variable

1 Multmetro digital FLUKE

Cables de conexin EMS 8941.


4. FUNDAMENTACIN TERICA

TRANSFORMADORES

Los transformadores son dispositivos electromagnticos estticos que permiten partiendo de una tensin alterna conectada a su entrada, obtener otra tensin alterna mayor o menor que la anterior en la salida del transformador. Tambin son fundamentales para el transporte de energa elctrica a largas distancias a tensiones altas, con mnimas perdidas y conductores de secciones moderadas.

CONSTITUCION Y FUNCIONAMIENTO

Constan esencialmente de un circuito magntico cerrado sobre el que se arrollan dos bobinados, de forma que ambos bobinados estn atravesados por el mismo flujo magntico. El circuito magntico est por chapas de acero de poco espesor apiladas, para evitar las corrientes parsitas.

El bobinado donde se conecta la corriente de entrada se denomina primario, y el bobinado donde se conecta la carga til, se denomina secundario.

La corriente alterna que circula por el bobinado primario magnetiza el ncleo de forma alternativa. El bobinado secundario est as atravesado por un flujo magntico variable de forma aproximadamente senoidal y esta variacin de flujo engendra por la Ley de Lenz, una tensin alterna en dicho bobinado.

La relacin entre la fuerza electromotriz inductora (Ep), la aplicada al devanado primario y la fuerza electromotriz inducida (Es), la obtenida en el secundario, es directamente proporcional al nmero de espiras de los devanados primario (Np) y secundario (Ns) .

Al alimentar el bobinado primario con una fuente de voltaje alterno, por l (el bobinado) circular una corriente elctrica alterna (I1), que produce una fuerza magneto-motriz que causa que se establezca un flujo de lneas de fuerza alterno (1) en el circuito magntico del transformador.


El flujo 1 al estar canalizado en el ncleo, induce en las espiras del bobinado secundario una fuerza electromotriz (E2). Las espiras del bobinado primario tambin estn en la influencia del 1, por lo tanto en ellas se va a inducir una fuerza contra-electromotriz (E1), que se opone al voltaje de alimentacin, dando como resultado una disminucin de la intensidad

de corriente I1

Cuando se le aplica carga (R) al bobinado secundario, circula por l la intensidad de corriente I2, la cual produce el flujo magntico 2, opuesto al 1, por lo tanto reduce el flujo resultante en el ncleo dando como resultado que la fuerza contra-electromotriz disminuya y la intensidad de corriente I1 aumente.

Dado que la fuerza contra-electromotriz es directamente proporcional al flujo inductor (1), al disminuir ste, por la contraposicin del 2, se da un incremento en la corriente I1.


Ahora bien, como la potencia aplicada en el primario, en caso de un transformador ideal, debe ser igual a la obtenida en el secundario, el producto de la fuerza electromotriz por la intensidad (potencia) debe ser constante, con lo que en el caso del ejemplo, si la intensidad circulante por el primario es de 10 amperios, la del secundario ser de solo 0,1 amperios (una centsima parte).

TIPOS DE TRANSFORMADORES

TRANSFORMADOR DE POTENCIA:

Se utilizan para substransmisin y transmisin de energa elctrica en alta y media tensin. Son de aplicacin en subestaciones transformadoras, centrales de generacin y en grandes usuarios.

TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCIN

Se denomina transformadores de distribucin,

generalmente los transformadores de potencias iguales o

inferiores a 500 kVA y de tensiones iguales o inferiores a

67 000 V, tanto monofsicos como trifsicos. Las

aplicaciones tpicas son para alimentar a granjas,

residencias, edificios o almacenes pblicos, talleres y

centros comerciales.


TRANSFORMADOR ELEVADOR/REDUCTOR DE TENSIN Son empleados en las subestaciones de la red de transporte de energa elctrica, con el fin de disminuir las prdidas por efecto Joule. Debido a la resistencia de los conductores, conviene transportar la energa elctrica a tensiones elevadas, siendo necesario reducir nuevamente dichas tensiones para adaptarlas a las de utilizacin.

TRANSFORMADOR DE ALIMENTACIN Pueden tener una o varias bobinas secundarias y proporcionan las tensiones necesarias para el funcionamiento del equipo. A veces incorporan fusibles que cortan su circuito primario cuando el transformador alcanza una temperatura excesiva, evitando que ste se queme, con la emisin de humos y gases que conlleva e, incluso, riesgo de incendio.

TRANSFORMADOR TRIFSICO Tienen tres bobinados en su primario y tres en su secundario. Pueden adoptar forma de estrella (Y) (con hilo de neutro o no) o de tringulo () y las combinaciones entre ellas: -, -Y, Y- y Y-Y. Hay que tener en cuenta que an con relaciones 1:1, al pasar de a Y o viceversa, las tensiones varan.


PRUEBAS EN CORTOCIRCUITO

En los transformadores, al

igual que en cualquier

dispositivo elctrico, se

producen prdidas de

potencia; una parte de stas

se producen ya en vaco y se

mantienen constantes e

invariantes en carga. Las

prdidas de potencia en el

cobre (Pcu) se determina

mediante el ensayo de

cortocircuito.

Con el ensayo en cortocircuito, conseguimos las intensidades nominales en las dos

bobinados, aplicando una pequea tensin al primario y cortocircuitando el

secundario con un ampermetro. En muchos ensayos en vaco, la Icc supera el 25%

de la intensidad nominal (In).

PRUEBAS EN VACO

En ensayo en vaco proporciona, a travs de las medidas de tensin, intensidad y

potencia en el bobinado primario, valores directos de la potencia perdida en el

hierro, y deja abierto el bobinado secundario. Por lo tanto, este bobinado no ser

recorrido por ninguna intensidad, y no se tendrn en cuenta los ntimos valores de

las prdidas en el cobre para este ensayo.


5. PROCEDIMIENTO

1. Primero identificamos el transformador que vamos a utilizar en la prctica y

determinamos sus aspectos constructivos principales.

2. Posteriormente mediante el hmetro la resistencia de los arrollamientos del

transformador.

3. Medimos los voltajes en el bobinado y comparamos con los valores

nominales.

4. Identificar como vara las magnitudes en el transformador con carga

resistiva.

5. Repetimos el paso 4 pero ahora con una carga inductiva.

6. Luego repetimos el paso 4 pero ahora con una carga capacitiva.

6. ANLISIS DE RESULTADOS

(a.1) Determinar los aspectos constructivos del transformador

Caractersticas:

Ncleo acorazado

Tres bobinados

Potencia aparente: 60VA

Voltaje nominal: 120/208/120 V

Corriente Nominal: 0,5/0,3/0,5 A

Frecuencia: 60Hz


Voltaje nominal

[V]

Corriente

Nominal [A]

Arrollamiento 1-2 120 0,5


3-7 104 0,3

7-8 76 0,3

8-4 28 0,3


5-9 60 0,5

9-6 60 0,5

(a.2) Medir con el hmetro la resistencia de los arrollamientos

Voltaje nominal

[V]

Corriente

Nominal [A]

Resistencia

medida []

Arrollamiento 1-2 120 0,5 8

Arrollamiento 3-4 208 0,3 16,87

3-7 104 0,3 8,2

7-8 76 0,3 6,5

8-4 28 0,3 2,7


5-9 60 0,5 4,2

9-6 60 0,5 4,2


(a.3) Medir voltajes en el bobinado y comparar con valores nominales

Voltaje nominal

[V]

Corriente

Nominal [A]

Voltaje medido

[V]



3-7 104 0,3 104,5

7-8 76 0,3 76,1

8-4 28 0,3 28,05


5-9 60 0,5 60,4

9-6 60 0,5 63,9

Se observa que los valores medidos son muy cercanos a los valores nominales,

por lo tanto el transformador se encuentra en buenas condiciones.

(a.4) Determinar la curva de excitacin del transformador.


V1 [V] E2 [V] Io [mA]

0 0 0

20 20 10

40 40 16

60 60 21

80 80 26

100 100 31

120 120 38

140 140 48

160 160 70

180 180 113

200 200 179


(b) Como vara las magnitudes con carga en el transformador.

=|| ||

|| %

(b.1) carga resistiva

=120 124,4

124,4 100% = 3.5%

=120 122,3

122,3 100% = 1,9%

=120 119,7

119,7 100% = 0,25%

=120 117,4

117,4 100% = 2,21%

=120 115,3

115,3 100% = 4,1%

=120 114,4

114,4 100% = 4,9%

=120 112,5

112,5 100% = 6.7%


V1 [V] ZL [] I1[A] I2[A] V2 [V] %RV

120 infinita 0,03 0 124,4 3,5

120 1200 0,14 0,10 122,3 1,9

120 600 0,23 0,20 119,7 0,25

120 400 0,33 0,29 117,4 2,21

120 300 0,43 0,39 115,3 4,1

120 240 0,5 0,50 114,4 4,9

120 200 0,6 0,60 112,5 6,7

(b.2) Carga Inductiva

=120 124,3

124,3 100% = 3.5%

=120 121,7

121,7 100% = 1,4%

=120 118,8

118,8 100% = 1,01%

=120 116,6

116,6 100% = 2,9%

=120 113,7

113,7 100% = 5,5%

=120 111,5

111,5 100% = 7,6%

=120 109,4

109,4 100% = 9.7%


V1 [V] ZL [] I1[A] I2[A] V2 [V] %RV

120 infinita 0,02 0 124,3 3,5

120 1200 0,14 0,10 121,7 1,4

120 600 0,24 0,20 118,8 1,01

120 400 0,34 0,29 116,6 2,9

120 300 0,43 0,38 113,7 5,5

120 240 0,5 0,48 111,5 7,6

120 200 0,6 0,55 109,4 9,7

(b.3) Carga Capacitiva

=120 124,8

124,8 100% = 3.8%

=120 127,5

127,5 100% = 5,9%

=120 130,2

130,2 100% = 7,8%

=120 132,1

132,1 100% = 9,2%

=120 134,6

134,6 100% = 10,8%

=120 137,4

137,4 100% = 12,7%

=120 140,2

140,2 100% = 14,4%


V1 [V] ZL [] I1[A] I2[A] V2 [V] %RV

120 infinita 0 0 124,8 3,8

120 1200 0,07 0,09 127,5 5,9

120 600 0,20 0,21 130,2 7,8

120 400 0,31 0,32 132,1 9,2

120 300 0,42 0,43 134,6 10,8

120 240 0,55 0,56 137,4 12,7

120 200 0,65 0,67 140,2 14,4

7. CONCLUSIONES

Logramos identificar las caractersticas del transformador que utilizamos,

tanto en la forma de su ncleo, como el nmero de bobinados y voltajes y

corriente nominales que se verific a la hora de medirlos en la prctica.

La mayor parte de las mediciones de resistencias, voltajes y corrientes

nominales fueron casi idnticas con las especificaciones del mdulo, pero se

debe tomar en cuenta que el alfa estaba modificado en nuestra mesa.

La curva de excitacin del transformador es normal y nos muestra que el

incremento de corriente es normal hasta que se sobrepasa el voltaje de 120

V donde empieza a dispararse dicho valor.

La diferencia de voltaje obtenida con la variacin de resistencias variables

tiene un menor porcentaje, en cambio que con la capacitancia variable es

porcentaje es mayor

8. RECOMENDACIONES

Realizar de una manera ms gil el procedimiento de la prctica, con la

finalidad de reducir el tiempo.

Mediante la investigacin tener los conceptos claros ates de ir al laboratorio

para responder las preguntas propuestas y no tener inconvenientes en la

prctica.


9. BIBLIOGRAFA

WEBGRAFA

http://www.monografias.com/trabajos63/transformadores/transformadores2.sht

ml Recuperado en: 24/04/2014

http://ciecfie.epn.edu.ec/Automatizacion/ConversionEnergia/transformadores/Tip

os%20y%20Aplicaciones%20de%20Transformadores.htm Recuperado en:

24/04/2014

http://ddtorres.webs.ull.es/Docencia/Intalaciones/Electrifica/Tema%203.htm

Recuperado en: 24/04/2014

http://www.mcgraw-hill.es/bcv/guide/capitulo/8448141784.pdf Recuperado en:

24/04/2014

ANEXOS

TRANSFORMADOR LAB-VOLT EMS 8341


CONEXIONES HECHAS DURANTE LA PRCTICA

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