MOTORES, TRANSFORMADORES Y APLICACIONES

Transformador: Es un aparato eléctrico sin partes en mov. El cual por inducción magnética transforma el voltaje de una bobina primaria a otra secundaria, enrolladas en un núcleo con cambios en los valores de voltaje y corriente.

Ecuación general del transformador

E_p=4.44fN_p ∅_mov x 〖10〗^(-8)

E_s=4.44fN_s ∅_mov x 〖10〗^(-8)

E_p/E_s =(4.44fN_p ∅_mov x 〖10〗^(-8))/(4.44fN_s ∅_mov x 〖10〗^(-8) )

E_p/E_s =N_p/N_s

N_p= N° de espiras devanado primario

N_s= N° de espiras devanado secundario

∅_mov= Intensidad del campo magnético

E_p= Voltaje devanado primario

E_s= Voltaje devanado secundario

f= Frecuencia

Transformadores:

Elevadores: Elevan el voltaje, se usan en sist. De transmisión.-

Reguladores: Voltaje constante, se usan de enlace.-

Reductores: Producen voltaje, se usan en sist. De distribución.-

Ejemplo:

El devanado primario de un transformador de 2300V y 60cps tiene 4500 espiras.

Calcular la intensidad del campo magnético Φ_mov

Calcular el N_5 de 230V

E_p=4.44fN_p ∅_mov x 〖10〗^(-8)

∅_mov=(E_p x 〖10〗^8)/(4.44fN_p )=(2300 x 〖10〗^8)/(4.44(60)(4500))=1.918 x 〖10〗^5 Maxwells

E_p/E_s =N_p/N_s

N_s=4500 x 230/2300=(4500)(0.1)=450

Eficiencia de una maquina eléctrica

La relación de su salida de su entrada

Eficiencia=salida/(salida+perdidas)=(Potencia salida)/(Pot.salida+perdidas devanados+perdidas núcleo)

η=P_salida/(P_salida+P_vacio+P_ω )

Un transformador monofásico de 100 kVA con relación 4800 a 240 V, de 60cps y P_vacio=800w a plena carga P_ω=1200w.

Calcular la eficiencia para los sigs. Casos:

A plena carga

A 3⁄4 de carga

A 1⁄2 de carga

P_sal=100kVA=100 000w

P_vacio=800w

P_Cu=1200w

η=(100 000w)/(100 000+800+1200) x 100=98.03%

A 3⁄4 de carga

P_sal=(3/4)(100kVA)=75kVA=75 000w

P_vacio=800w

P_Cu=〖(n)〗^2=(3/4)^2 (1200)=675w

η=(75 000w)/(75 000+800+675) x 100=98.07%

P_sal=1/2 100kVA=50kVA=50 000w

P_vacio=800w

P_Cu=〖(1/2)〗^2=300w

η=(50 000w)/(50 000+800+300) x 100=97.84%

Prueba de transformador

El objetivo es comprobar el estado en el que están los aislamientos de los devanados de un transformador antes de ponerlo en servicio.

Las pruebas que se efectúan son las sigs.:

1.- Rigidez dieléctrico del aceite

2.- Resistencia de aislamiento

3.- Prueba de potencial aplicado

4.- Prueba de sobrepotencial

5.- Prueba de impulso

Rigidez dieléctrico del aceite

Como los transformadores están sumergidos en aceite estas hacen las veces de aislante y refrigerante, esta prueba se realiza con un instrumento llamado “copa” que tiene 2 electrodos que se calibran desde el exterior.

Se lava la “copa” con el aceite.

Se calibra los electrodos a 0.25 cm.

Se toma una muestra.

Conecte las terminales a una tensión de 3kVA.

Agítese el aceite.

Repítase la prueba.

Resistencia de Aislamiento

La medición de R. de Aislamiento sirve para tener una idea del estado en que se encuentran los aislamientos y base a esto decidir si están en condiciones de soportar los esfuerzos dieléctricos que se originan al aplicar tensión en prueba o trabajo.

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