Electronica

Universidad Arturo Prat

Carrera: Electricidad y Electrónica Industrial

EXPERIENCIA Nº 1
TRANSFORMADORES

PROFESOR: Julio López S.
FECHA: 05 de Diciembre, 2011
ASIGNATURA: Máquinas Eléctricas
INTEGRANTES: Jorge Vega O.
Emerson Arévalo
Juan C. Palacios

INTRODUCCIÓN

En la siguiente experiencia trataremos de poner en práctica los conocimientosadquiridos durante el actual semestre con respecto a las características principales de un transformador, del mismo modo comprobaremos en forma práctica y experimental la obtención de los parámetros de un circuito equivalente del transformador con el que trabajaremos, para esto haremos uso de los ensayos o pruebas de vacío y prueba de cortocircuito. Por otra parte también trabajaremos con una cargadefinida para así hallar en forma práctica las características del transformador monofásico en su funcionamiento normal; es decir, el rendimiento y la regulación.
Transformador Monofásico

Datos y características nominales:

Snp | 120 VA | Sns | 120 VA |
Inp | 0.5 A | Ins | 5 A |
Vnp | 220 V | Vns | 24 V |

Prueba del transformador en vacio.

El ensayo en vacío proporciona, a través delas medidas de tensión, corriente y potencia en el bobinado primario, el valor directo de las pérdidas producidas en el núcleo, en este ensayo es posible despreciar las perdidas Joule producidos en los conductores de cobre puesto que la única corriente que circula por el transformador es la de excitación, que es muy pequeña comparada con la de plena carga. En este ensayo es posible estimar unvalor para la reactancia magnetizante del núcleo (Rm), a partir de algunos cálculos derivados de las mediciones antes mencionadas.

Como primer paso, montaremos en forma física el siguiente circuito:

Con el circuito ya implementado. El siguiente paso es realizar las mediciones especificadas en la figura anterior donde:

V: Tensión de la red eléctrica (220V a 50 Hz)
V1: Corresponde a latensión en el primario (Ep)
V2: Corresponde a la tensión en el secundario (Es)
A: Corresponde a corriente de excitación (I0)
W: Corresponde las pérdidas producidas por el núcleo (Pm)

Ep (V) | Es (V) | Io (A) | Pm (W) |
220 V | 26 V | 0.16 A | 10 W |

Cálculos con las lecturas antes obtenidas:

a) Relación de transformación: a = EpES= 22026 a = 8.46
b) Potencia aparente en vacío:Sm = EP * I0 = 220*0.16 = 35.2 VA
c) Impedancia: Z = EPI0 = 2200.16=1375 Ω
d) Resistencia del núcleo: Rm = E2pPm = 220210= 4840010 = 4840 Ω
e) Reactancia magnetizante del núcleo: Xm = E2PQm=4840033.7=1436.20
Donde: Qm = S2m-P2m= 35.22-102= Qm = 33.7
f) Factor de potencia en vacío (cosØm):
Cos(φm) = PmSm = 1035.2=0.28=F.P.
g) Componente reactiva de la corriente deexcitación:
Im = EPXm = 2201436.2=0.15 A
h) Componente activa de la corriente de excitación:
If=EpRm=2204840=0.04 A

Tabla con los valores Calculados:
A | Sm(VA) | Z (Ω) | Rm(Ω) | Xm(Ω) | Cos(Ø) | Im(mA) | If(mA) |
8.46 | 35.2 | 1375 | 4840 | 1436.2 | 0.28 | 0.15 | 0.04 |

Ensayo del transformador en cortocircuito:

En los transformadores al igual que en cualquier dispositivoeléctrico, se producen perdidas de potencia, una parte de esas se producen en vacio y se mantienen constantes e invariables en carga. La otra parte de las pérdidas de potencia se producen en los conductores de los bobinados primario y secundario, sometidos a la intensidad de corriente nominal, se denominan pérdidas Joule o I2r debido a la pobreza del cobre.

Este ensayo permite estimar laspérdidas en el cobre del transformador, en este caso las pérdidas producidas en el núcleo son despreciables, debido a que el primario esta a una tensión muy por debajo de la nominal (las pérdidas en el núcleo son directamente proporcional a la tensión aplicada). Este ensayo también permite estimar la resistencia total, reactancias de dispersión total e impedancia total del transformador referidas...