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Ensayo de un Transformador Monofásico

UTN-FRBA

JTP: Ing. Roberto Refusta

ATP: Ing. P. Yornet

Profesor: Ing. Eduardo Infante

Curso: I3001

Año: 2011

Grupo: 1

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1 de 16 27/04/2015 12:26

Responsables TP:Miller Rodrigo

Marino Sofía


2 de 16 27/04/2015 12:26

Objetivo:Determinar los parámetros básicos y las características de un determinado transformador monofásico.Aprender a realizar las mediciones en el transformador a través de los métodos de Ensayo en Vacío y Ensayo deCortocircuito.

Esquema de Conexiones

Componentes:

Multímetro E703A4Amperímetro 17852 Yeug clase 0,5 5 y 25 AmpTransformador 5331/2 E103 Lombard 2x190/2x180Osciloscopio A-10 Fluke 123 ScopemeterVoltímetro E817-A17 Netra

Circuito equivalente delTransformador Monofásico:


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Ensayo en Vacio

Condiciones:

Tensión del primario nominal.Secundario abierto, sin carga.

Resultados::

Vatímetro: LAS PÉRDIDAS EN EL HIERROAmperímetro: LA INTENSIDAD DE VACÍO.Voltímetros: LA RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN.

Calculos::

La impedancia: Z = V 1 / A 1 .La Potencia aparente en vacío: S = V1 x A1El factor de potencia en vacío: cos φ = W 1 / S.

En nuestro ensayo, realizaremos el estudio al 100% y al 50% de la tension nominal del primario.

Ensayo en Corto Circuito

Condiciones:

Corriente del primario nominal (se consigue con el regulador de tensión, hasta alcanzar la V cc )Secundario en cortocircuito (normalmente el de baja tensión).

Resultados:

Vatímetro: LAS PÉRDIDAS EN EL COBRE.Amperímetro: LA INTENSIDAD NOMINAL.Voltímetro: LA TENSIÓN DE CORTOCIRCUITO.

Calculos:

Las impedancias de cortocircuito: X cc =

; R cc =W/(A^2) ; Z cc =V/A.El factor de potencia de cortocircuito: cos φ cc = W / (V x A)

La tensión porcentual de cortocircuito: u Rcc =u cc x cos φ cc; u Xcc =u cc x sen φ cc ; u cc =((Z cc x I n) / V n ) x 100 .

En nuestro ensayo, realizaremos el estudio al 100% y al 50% de la corriente nominal del primario.


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Ensayo en Vacío

Formulas:A = U1/U2Pfe = PoCos φo = Po/(Uo*Im)Yo = Io/UoGo = Po/(Uo^2)Bo = (Yo^2-Go^2)^(1/2)Ip = U1 x GoIm = U1 x Bo

Mediciones con U1 = 199.9 vIo = 0.36 APo = 19.3 wU2 = 123 v

Valores CalculadosPfe = 19.3 w

Cos φo = 0.269Yo = 0.0018009 SGo = 0.000482982 S

Bo = 0.001734926 jSA = 1.6252

Io = 0.36 AIp= 0.09611 AIm= 0.34525 A

Mediciones con U1 = 380 vIo = 3.55 APo = 94 wU2 = 234 v

Valores CalculadosPfe = 94 w

Cos φo = 0.0697Yo = 0.009342105 SGo = 0.000650969 S

Bo = 0.009319397 jSA = 1.6239

Io = 3.55 AIp= 0.24737 AIm= 3.54137 A

En el ensayo de vacío pudimos observar en el osciloscopio una tensión similar a la de la grafica.La distorsión que se produjo de la alimentación de tensión senoidal es debida a la falta de linealidad del bucle dehistéresis en el hierro. El material con memoria magnética del que esté formado el núcleo.


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Ensayo en Corto circuito

Formulas:Cos φcc = Pcc/(Ucc*Icc)Pcu = PccReq = Pcc/(Icc^2)Zeq = Ucc/IccXeq = (Zeq^2-Req^2) (1/2)

Mediciones con I = 4 AUcc = 21.6 vPcc = 42.6 w

Valores CalculadosPcu = 42.6 wCos φcc = 0.493Req = 2.6625 ΩZeq = 5.4 ΩXeq = 4.698 Ω

Mediciones con I = 7.9 AUcc = 42.4 vPcc = 163 w

Valores CalculadosPcu = 163 wCos φcc = 0.4866Req = 2.6118 ΩZeq = 5.367 ΩXeq = 4.6886 Ω


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Calculo del Rendimiento

η

*100 Sn = 3000 VA

Para cos φ = 0,8

Párametros del Transformador Cálculos del Rendimeito

K(%)

Req(Ω)

Xeq(Ω)

Go (S) Ps=k*Sn*cos φ(w)

Po(w)

Pcc`=(k^2)*Pcc(w)

Po+Pcc`(w)

Ps+Po+Pcc`(w) (%)

50 2.6625 4.698 0.000482982 1200 19.3 10.65 29.95 1229.9597.56

100 2.6118 4.6886 0.000650969 2400 94 163 257 265790.33

Para cos φ = 1


K(%)

Req(Ω)

Xeq(Ω)


Po(w)

Pcc`=(k^2)*Pcc(w)

Po+Pcc`(w)

Ps+Po+Pcc`(w) (%)

50 2.6625 4.698 0.000482982 1500 19.3 10.65 29.95 1529.9598.04

100 2.6118 4.6886 0.000650969 3000 94 163 257 325792.11

Rendimiento Máximo (ηmax)

Este se produce cuando la potencia en vacío es igual a la potencia en el cobre.

Con lo cual obtendtremos

Y Aplicando la formula a los 2 ensayos, los factores de carga a los cuales se obtendrá el máximo rendimientoserán cercanos a:Kmax = 0.6731 %Kmax = 0.5767 %

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UTN-FRBA


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JTP: Ing. Roberto Refusta

ATP: Ing. P. Yornet

Profesor: Ing. Eduardo Infante

Curso: I3001

Año: 2011

Grupo: 1

Responsables TP:Miller Rodrigo

Marino Sofía


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Objetivo:Determinar los parámetros básicos y las características de un determinado transformador monofásico.Aprender a realizar las mediciones en el transformador a través de los métodos de Ensayo en Vacío y Ensayo deCortocircuito.

Esquema de Conexiones

Componentes:

Multímetro E703A4Amperímetro 17852 Yeug clase 0,5 5 y 25 AmpTransformador 5331/2 E103 Lombard 2x190/2x180Osciloscopio A-10 Fluke 123 ScopemeterVoltímetro E817-A17 Netra

Circuito equivalente delTransformador Monofásico:


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Ensayo en Vacio

Condiciones:

Tensión del primario nominal.Secundario abierto, sin carga.

Resultados::

Vatímetro: LAS PÉRDIDAS EN EL HIERROAmperímetro: LA INTENSIDAD DE VACÍO.Voltímetros: LA RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN.

Calculos::

La impedancia: Z = V 1 / A 1 .La Potencia aparente en vacío: S = V1 x A1El factor de potencia en vacío: cos φ = W 1 / S.

En nuestro ensayo, realizaremos el estudio al 100% y al 50% de la tension nominal del primario.

Ensayo en Corto Circuito

Condiciones:

Corriente del primario nominal (se consigue con el regulador de tensión, hasta alcanzar la V cc )Secundario en cortocircuito (normalmente el de baja tensión).

Resultados:

Vatímetro: LAS PÉRDIDAS EN EL COBRE.Amperímetro: LA INTENSIDAD NOMINAL.Voltímetro: LA TENSIÓN DE CORTOCIRCUITO.

Calculos:

Las impedancias de cortocircuito: X cc =

; R cc =W/(A^2) ; Z cc =V/A.El factor de potencia de cortocircuito: cos φ cc = W / (V x A)

La tensión porcentual de cortocircuito: u Rcc =u cc x cos φ cc; u Xcc =u cc x sen φ cc ; u cc =((Z cc x I n) / V n ) x 100 .

En nuestro ensayo, realizaremos el estudio al 100% y al 50% de la corriente nominal del primario.


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Ensayo en Vacío

Formulas:A = U1/U2Pfe = PoCos φo = Po/(Uo*Im)Yo = Io/UoGo = Po/(Uo^2)Bo = (Yo^2-Go^2)^(1/2)Ip = U1 x GoIm = U1 x Bo

Mediciones con U1 = 199.9 vIo = 0.36 APo = 19.3 wU2 = 123 v

Valores CalculadosPfe = 19.3 w

Cos φo = 0.269Yo = 0.0018009 SGo = 0.000482982 S

Bo = 0.001734926 jSA = 1.6252

Io = 0.36 AIp= 0.09611 AIm= 0.34525 A

Mediciones con U1 = 380 vIo = 3.55 APo = 94 wU2 = 234 v

Valores CalculadosPfe = 94 w

Cos φo = 0.0697Yo = 0.009342105 SGo = 0.000650969 S

Bo = 0.009319397 jSA = 1.6239

Io = 3.55 AIp= 0.24737 AIm= 3.54137 A

En el ensayo de vacío pudimos observar en el osciloscopio una tensión similar a la de la grafica.La distorsión que se produjo de la alimentación de tensión senoidal es debida a la falta de linealidad del bucle dehistéresis en el hierro. El material con memoria magnética del que esté formado el núcleo.


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Ensayo en Corto circuito

Formulas:Cos φcc = Pcc/(Ucc*Icc)Pcu = PccReq = Pcc/(Icc^2)Zeq = Ucc/IccXeq = (Zeq^2-Req^2) (1/2)

Mediciones con I = 4 AUcc = 21.6 vPcc = 42.6 w

Valores CalculadosPcu = 42.6 wCos φcc = 0.493Req = 2.6625 ΩZeq = 5.4 ΩXeq = 4.698 Ω

Mediciones con I = 7.9 AUcc = 42.4 vPcc = 163 w

Valores CalculadosPcu = 163 wCos φcc = 0.4866Req = 2.6118 ΩZeq = 5.367 ΩXeq = 4.6886 Ω


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Calculo del Rendimiento

η

*100 Sn = 3000 VA

Para cos φ = 0,8


K(%)

Req(Ω)

Xeq(Ω)


Po(w)

Pcc`=(k^2)*Pcc(w)

Po+Pcc`(w)

Ps+Po+Pcc`(w) (%)

50 2.6625 4.698 0.000482982 1200 19.3 10.65 29.95 1229.9597.56

100 2.6118 4.6886 0.000650969 2400 94 163 257 265790.33

Para cos φ = 1


K(%)

Req(Ω)

Xeq(Ω)


Po(w)

Pcc`=(k^2)*Pcc(w)

Po+Pcc`(w)

Ps+Po+Pcc`(w) (%)

50 2.6625 4.698 0.000482982 1500 19.3 10.65 29.95 1529.9598.04

100 2.6118 4.6886 0.000650969 3000 94 163 257 325792.11

Rendimiento Máximo (ηmax)

Este se produce cuando la potencia en vacío es igual a la potencia en el cobre.

Con lo cual obtendtremos

Y Aplicando la formula a los 2 ensayos, los factores de carga a los cuales se obtendrá el máximo rendimientoserán cercanos a:Kmax = 0.6731 %Kmax = 0.5767 %

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