UTN FRM LABORATORIO EXPERIMENTAL MAQUINAS ELECTRICAS Alumno: . . . . . . ............. Trabajo Práctico Nº 6: Transformador Prototipo: Determinación aproximada de la Potencia Legajo Nº . . . . . . . Hoja N . . . Objetivos: Determinación de las características de un transformador trifásico didáctico, suponiendo carecer de ellas. Potencia, n de espiras, tensiones, corrientes, tensión por espira, flujo y relación de transformación. Verificación posterior de las características estimadas.I.- DETERMINACIÓN APROXIMADA DE LA POTENCIA La potencia que recibe el circuito magnético y por consiguiente su capacidad de transmitirlo al secundario (por fase) es: S = E1.I1 = E2.I2 ; por lo que partiendo de la fórmula fundamental E = 4,44 .f..N se deduce que la potencia aparente por fase resulta en unidades S.I. S = 2,22 f.B.ACu.AFe.m m.eq. 1 . ACu1 2 . ACu 2 ACu1 ACu 2 en la cual ACu (área de cobre); AFe (área de hierro) y Densidad de corriente media equivalente Esta fórmula sirve para determinar la potencia de un transformador desconocido o para calcular, teniendo solo el núcleo, que transformador se puede construir a partir de él. (por deducción ver el Apunte o Clase) Por ser de fácil observación el devanado exterior, la calcularemos en base solamente a él aplicando la fórmula que tiene en cuenta su característica de trifásico(3 fases) S = 3.4,44.f.B.ACu.AFe I.1) Inducción: B Por ser el corte de la chapa del núcleo a 90 deducimos que debe ser laminada en caliente, por lo tanto estimamos B = 1,45 T I.2) Área de hierro: AFe Se mide la sección de la columna de hierro y se tiene en cuenta un factor de Laminado Kl = 0,9 AFe aparente =. . . . . x. . . . . . = mm2 UTN FRM LABORATORIO EXPERIMENTAL MAQUINAS ELECTRICAS Alumno: . . . . . . ............. Trabajo Práctico Nº 6: Transformador Prototipo: Determinación aproximada de la Potencia Legajo Nº . . . . . . . Hoja N . . . AFe neta =. . . . . .x 0,9 = . . . . . .mm2 = . . . . . .dm2 I.3) Área de cobre del devanado exterior: ACu Se pueden contar........espiras por capa de aproximadamente..........mm de diámetro. Como el espesor del devanado es de aproximadamente........mm y restándole el espesor de los aislantes entre capas ( 1 mm), quedarían ...........mm tal que n de capas = espesor neto de Cu diámetro = ........mm ......mm = ......capas de .... Espiras por capa. El número de capas es un número entero por lo tanto puede haber ….o ..... capas lo que haría un devanado de .... a …..Esp./bobina que en las 6 bobinas hacen un total de ....a ....espiras. Adoptamos: ..... Espiras. Como el diámetro es...... mm Sección = .r2 =........ mm2 ACu =....... esp.x.......... =....... mm2 =....... cm2 I.4)Densidad eléctrica: m Como está refrigerado por aire natural y abierto, estimamos : m = 2,8 A/mm2 I.5) Potencia: S = 3 . 4,44 . f . B . AFe . ACu . m =. S = 3 x 4,44 x 50 x 1,45 x (…… 10-2) x (…..10-4) x (…..106) = S = ……………VA II.- RELEVAMIENTO DEL CIRCUITO ELÉCTRICO El devanado exterior se puede observar que tiene 6 bobinas. El devanado interior tiene 6 conductores de salida. Con un óhmetro determine a cuantas bobinas pertenecen. III.-DETERMINACIÓN DEL N DE ESPIRAS Y RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN UTN FRM LABORATORIO EXPERIMENTAL MAQUINAS ELECTRICAS Alumno: . . . . . . ............. Trabajo Práctico Nº 6: Transformador Prototipo: Determinación aproximada de la Potencia Legajo Nº . . . . . . . Hoja N . . . Se coloca una bobina de N1 vueltas conocida alrededor de una columna del trafo; se le aplica una tensión conocida U1.- Se mide la tensión Ux de la bobina del trafo a determinar; luego el n de espiras a determinar Nx será: Nx = N1 .(Ux / U1) Se efectúa esta operación en las bobinas del primario y en las del secundario, con lo cual se tiene N1 y N2 y luego la relación de transformación n = N1 / N2 IV.-DETERMINACIÓN DE LAS TENSIONES POR FASE IV.a) De acuerdo a la potencia estimada se puede suponer una tensión por espira admisible En.Por ejemplo: para 2,5 kVA, trifásico en aire, En = 0,5 a 0,75 V/esp. IV.b) También de = En / 222 ; En = 222. B. S = 222. 1,45. ......10 = -2 ` En = .........V/esp. IV.c) Conocido aproximadamente el n de espiras por el punto III resulta U = Nx . En ; Así U1 = N1 . En y U2 = N2 . En con lo cual resultan Redondeando a valores nominales: U1 = .......x ......... = .........V ; U2 = .......x .........= ........V IV.d) Otro procedimiento Se aplica tensión variable y creciente a un devanado, se miden las corrientes en vacío y se grafica. Para valores alrededor del codo de la curva, se encuentra la tensión admisible, es decir cuando comienza a saturarse el núcleo.