Ensayos Trasnformador Monofásico

Objetivos:

Identificar las características nominales de un transformador monofásico.

Determinar las relaciones de voltaje primario y secundario del transformador.

Analizar la gráfica obtenida.

Equipo

Equipo de medición:

Fuente de poder.

Voltímetro analógico. 120/220 AC.

Amperímetro AC de 2.5 A.

Transformador monofásico TT91.

Procedimiento

En base a las características nominales especificadas en la placa del transformador complete la siguiente tabla:

Ord Característica

1 S nominal 1000 [VA]

2 V primaria 1 x 115 [V]

3 V secundaria 4 x 55 [V]

4 I primaria 8,6 [A]

5 I secundaria 4,5 [A]

6 f de trabajo 60 [Hz]

Identifique físicamente los devanados de entrada y salida del transformador.

Con la fuente V1 apagada, arme el circuito de la figura Nª.1configurando al transformador para que mantenga un devanado primario y un devanado secundario.

Fig. Nº1

Previo a activar la fuente de poder E1, verificar que se encuentre en 0 voltios, partiendo de este valor, incrementar la tensión con el regulador variable en pasos de 20V hasta llegar al 150% de la tensión nominal, posteriormente realice el mismo procedimiento para tensión descendentes. En cada paso leer los valores de V1, I1 y V2.

Con la fuente V1 apagada, arme el circuito de la figura Nª.2 configurando al transformador para que mantenga un devanado primario y un devanado secundario.

Fig. Nº2

Calcular el valor de I1, incrementar el valor de V1 y anotar los valores correspondientes, para obtener el 20%, 30% y 50% de I1.

Resultados

En vacío:

MAGNETIZACIÓN DESMAGNETIZACIÓN

V1 [V] I [mA] V2 [V] V1 [V] I [mA] V2 [V]

20 100 30 180 2800 180

40 120 41 160 1350 161

60 150 61 140 730 140

80 200 81 120 440 120

100 280 101 100 280 101

120 460 121 80 200 80

140 730 140 60 140 61

160 1300 160 40 110 40

180 2800 180 20 100 19

Corto-Circuito:

I_1=S_1/V_1 =(1000[VA])/(115[V])=8,7[A]

20% I1 20% I1 20% I1

I 1,74 2,61 4,35

E 2,4 3,4 5,4

Cuestionario:

Para cada paso de medición calcular el índice de relación de tensiones V1/V2, y la potencia de entrada S1(en vacío).

MAGNETIZACIÓN

V1 [V] I [mA] V2 [V] V1/V2 S1[VA]

20 100 30 0,6667 2,0

40 120 41 0,9756 4,8

60 150 61 0,9836 9,0

80 200 81 0,9877 16,0

100 280 101 0,9901 28,0

120 460 121 0,9917 55,2

140 730 140 1,0000 102,2

160 1300 160 1,0000 208,0

180 2800 180 1,0000 504,0

DESMAGNETIZACIÓN

V1 [V] I [mA] V2 [V] V1/V2 S1[VA]

180 2800 180 1,0000 504,0

160 1350 161 0,9938 216,0

140 730 140 1,0000 102,2

120 440 120 1,0000 52,8

100 280 101 0,9901 28,0

80 200 80 1,0000 16,0

60 140 61 0,9836 8,4

40 110 40 1,0000 4,4

20 100 19 1,0526 2,0

Realizar e interpretar los siguientes gráficos (en vacío)

V2 función de V1.

Análisis:

Se puede observar que aproximadamente existe una relación lineal entre V2 y V1, también se puede apreciar que al final de la des magnetización el valor de V2 difiere del tomado al comienzo de la magnetización; es decir existe un desfase.

I1 función de V1

Análisis:

El valor de la intensidad, aumenta proporcionalmente con el aumento de tensión, en ambos casos magnetización y des magnetización las curvas son prácticamente las mismas.

S1 función V1

Análisis:

El valor de la potencia aparente en el primario, aumenta proporcionalmente con el aumento de tensión en el mismo, también se puede observar que tanto para la magnetización como para la des magnetización las curvas son aproximadamente las mismas.

Índice V1/V2 función de I1

Análisis:

Para corrientes mayores a 2,0 [A] el índice V1/V2 en función de la corriente, es aproximadamente el mismo para la magnetización y para la des magnetización; para corrientes menores a la antes mencionada, se puede observar que existe una gran variación principalmente cuando se trabaja con corrientes en el orden de los mili amperios.

Conclusiones y Recomendaciones:

No existe una máquina eléctrica que sea ideal, todas presentan perdidas; esto se comprobó en el circuito en vacío, ya que en las curvas de magnetización y des magnetización se obtuvo un desfase en el valor de V2.

El rendimiento de un transformador monofásico va disminuyendo conforme el tiempo de uso que se le ha dado al mismo, debido a esto se da el desfase del valor de V2 antes mencionado.

En el ensayo de corto-circuito, solo se debe hacer hasta alcanzar el 50% de la corriente nominal, por cuestiones de seguridad.

Se recomienda armar correctamente el circuito usando solo los equipos y herramientas necesarios

Se recomienda tener mucha precaución en el manejo del banco de tensiones, para que tanto la magnetización como la des magnetización sean uniformes y obtener un resultado más confiable.

Bibliografía:

Teoría y análisis de las máquinas eléctricas, A.E. Fitzgerald.

Máquinas eléctricas y transformadores, Irving L. Kosow.

Máquinas eléctricas, Estifan Chapman.

Máquinas eléctricas, M.P. Kostenko, L.M. Riotruyski

Anexos:

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