Transformadores

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS FACULTAD DE INGENIERIA PROYECTO DE ELECTRONICA

SISTEMAS DE POTENCIA I

PABLO EMILIO ROZO GARCIA

LABORATORIO DE ANALISIS E IDENTIFICACION DE CARACTERISTICAS DE TRANSFORMADOR REAL

ALEXANDER COBOS HIGUERA 20052005025

BOGOTA D.C 7 DE ABRIL DE 2011

OBJETIVOS. General: • Identificar características propias del transformador estando sinninguna carga en su devanado secundario y posteriormente conectado a cargas de tipo resistivo, inductivo y capacitivo. • Analizar la eficiencia y el voltaje de regulación al que responde el transformador cuando se acopla a una carga con distintos factores de potencia. Específicos • • • Ilustrar el circuito equivalente que se presenta en un transformador real. Reconocer los componentes del circuitode magnetización propios del transformador, así como su impedancia serie de acuerdo a las pruebas de circuito abierto y corto circuito. Identificar corrientes nominales a las que puede trabajar el transformador sin generar daños en su estructura.

EL TRANSFORMADOR IDEAL. Un transformador ideal es una máquina sin pérdidas, con una bobina de entrada y una bobina de salida. Las relaciones entre lastensiones de entrada y de salida, y entre la intensidad de entrada y de salida, se establece mediante dos ecuaciones sencillas. La figura muestra un transformador ideal. El transformador tiene NP espiras de alambre sobre su lado primario y NS de espiras de alambre en su lado secundario. La relación entre la tensión VP (t) aplicada al lado primario del transformador y la tensión VS(t) inducidosobre su lado secundario es VP(t) / VS(t) = NP / NS = a En donde a se define como la relación de espiras del transformador. La relación entre la corriente ip(t) que fluye en el lado primario del transformador y la corriente is(t) que fluye hacia fuera del lado secundario del transformador es NP * iP(t) = NS * iS(t) iP(t) / iS(t) = 1 / a En términos de cantidades fasoriales, estas ecuaciones son

VP/ VS = a IP / IS = 1 / a Nótese que el ángulo de la fase de VP es el mismo que el ángulo de VS y la fase del ángulo IP es la misma que la fase del ángulo de IS. La relación de espiras del transformador ideal afecta las magnitudes de las tensiones e intensidades, pero no sus ángulos. Las ecuaciones anteriores describen la relación entre las magnitudes y los ángulos de las tensiones y lasintensidades sobre los lados primarios y secundarios del

transformador, pero dejan una pregunta sin respuesta: dado que la tensión del circuito primario es positiva en un extremo específico de la espira, ¿cuál sería la polaridad de la tensión del circuito secundario? En los transformadores reales sería posible decir la polaridad secundaria, solo si el transformador estuviera abierto y sus bobinasexaminadas. Para evitar esto, los transformadores usan la convección de puntos. Los puntos que aparecen en un extremo de cada bobina muestran la polaridad de la tensión y la corriente sobre el lado secundario del transformador. La relación es como sigue: • Si la tensión primaria es positiva en el extremo punteado de la bobina con respecto al extremo no punteado, entonces el voltaje secundario serátambién positivo en el extremo punteado. Las polaridades de tensión son las mismas con respecto al punteado en cada lado del núcleo. Si la intensidad primaria del transformador fluye hacia dentro del extremo punteado de la bobina primaria, la corriente secundaria fluirá hacia fuera del extremo punteado de la bobina secundaria. • La potencia suministrada al transformador por el circuito primario seexpresa por medio de la ecuación Pent = VP * IP * cos •

ϕ

La potencia que el circuito secundario suministra a sus cargas se establece por la ecuación: Psal = VS * IS * cos

ϕ

Puesto que los ángulos entre la tensión y la intensidad no se afectan en un transformador ideal, las bobinas primaria y secundaria de un transformador ideal tienen el mismo factor de potencia. La potencia de salida...