Informe transformador

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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPEEXTENSIN LATACUNGA

Ing. Electrnica e InstrumentacinQuinto Nivel

Mquinas Elctricas

Ing. Mario Jimnez

Alumnos: Jorge Luis BueleJohn EspinozaWilson LLanganate

Fecha: Martes, 29 de abril de 2014.

PRIMER PARCIALINFORME DE LABORATORIO N1

1. TEMAEl transformador 8341

2. OBJETIVOS

1. Determinar los aspectos constructivos del transformador2. Medir con el hmetro la resistencia de los arrollamientos3. 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

TRANSFORMADORESLos 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 FUNCIONAMIENTOConstan 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 unacorriente elctricaalterna (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 alvoltajede alimentacin, dando como resultado una disminucin de la intensidad decorrienteI1

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, elproductode 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 DISTRIBUCINSe 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 laredde 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 ALIMENTACINPueden 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 unatemperaturaexcesiva, evitando que ste se queme, con la emisin de humos ygasesque conlleva e, incluso,riesgode 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 CORTOCIRCUITOEn 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 VACOEn 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 transformadorCaractersticas: 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 1-2120 0,5

Arrollamiento 3-4208 0,3

3-7 1040,3

7-8760,3

8-4280,3

Arrollamiento 5-61200,5

5-9600,5

9-6600,5

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

Voltaje nominal [V]Corriente Nominal [A]Resistencia medida []

Arrollamiento 1-2120 0,5 8

Arrollamiento 3-4208 0,3 16,87

3-7 1040,3 8,2

7-8760,3 6,5

8-4280,3 2,7

Arrollamiento 5-61200,58,4

5-9600,54,2

9-6600,54,2

(a.3) Medir voltajes en el bobinado y comparar con valores nominalesVoltaje nominal [V]Corriente Nominal [A]Voltaje medido [V]

Arrollamiento 1-2120 0,5 119,8

Arrollamiento 3-4208 0,3 208,7

3-7 1040,3 104,5

7-8760,3 76,1

8-4280,3 28,05

Arrollamiento 5-61200,5124,5

5-9600,560,4

9-6600,563,9

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]

000

202010

404016

606021

808026

10010031

12012038

14014048

16016070

180180113

200200179

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

(b.1) carga resistiva

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

120infinita0,030124,43,5

12012000,140,10122,31,9

1206000,230,20119,70,25

1204000,330,29117,42,21

1203000,430,39115,34,1

1202400,50,50114,44,9

1202000,60,60112,56,7

(b.2) Carga Inductiva

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

120infinita0,020124,33,5

12012000,140,10121,71,4

1206000,240,20118,81,01

1204000,340,29116,62,9

1203000,430,38113,75,5

1202400,50,48111,57,6

1202000,60,55109,49,7

(b.3) Carga Capacitiva

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

120infinita00124,83,8

12012000,070,09127,55,9

1206000,200,21130,27,8

1204000,310,32132,19,2

1203000,420,43134,610,8

1202400,550,56137,412,7

1202000,650,67140,214,4

7. CONCLUSIONES

Logramos identificar las caractersticas del transformador que utilizamos, tanto en la forma de su ncleo, como el n