uNIVERSIDAD nACIONAL DE INGENIERIA fACULTAD DE INGENIERIA MECANICALAB. DE MAQUINAS ESTATICAS

NDICE

INTRODUCCIN . 2

OBJETIVOS.. 3

FUNDAMENTO TERICO.. 4

EQUIPO UTILIZADO ... 9

PROCEDIMIENTO ...10

DATOS DEL EXPERIMENTO 12

CLCULOS, RESULTADOS Y GRFICOS .. 13

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 18

BIBLIOGRAFA ... 19

INTRODUCCIN

Conexin de transformadores monofsicos en paraleloNo cabe duda que nuestro pas est en pleno progreso de desarrollo , por lo cual el papel energtico en nuestra sociedad juega un papel importante , es por ello que debemos de tratar de optimizarlo y darle soluciones adecuadas.Debido al crecimiento econmico y de desarrollo, las industrias tienden a aumentar su nivel de produccin necesitndose un incremente en la potencia de la planta, existiendo muchas soluciones pero una de las mas adecuadas y aconsejables es la puesta de transformadores en paralelo( fcil mantenimiento sin necesidad de parar la industria), pudiendo ser estos transformadores monofsico o trifsicos.En este laboratorio nos avocaremos al estudio de los transformadores monofsicos en paralelo, viendo las caractersticas que deben de cumplir (iguales tensiones nominales, iguales tensiones de cortocircuito, y la polaridad de los transformadores) para evitar la corriente circulatoria y de esto modo tratar de proteger los tranformadores.

OBJETIVOS

El presente laboratorio tiene como finalidad los siguientes puntos:

Observar el funcionamiento de lostransformadoresconectados en paralelo.

Analizar cuando es posible conectarlo y comparar dos tipos de conexindebancodetransformadores.

Determine la polaridad relativa instantnea en cada uno de los transformadores.

Determine la potencia obtenida, al conectar dos transformadores en paralelo.

Determinar la resistencia en serie a la salida de uno de los transformadores, que per mite obtener la misma cantidad de corriente a la salida de ambos transformadores

FUNDAMENTO TERICO

TRANSFORMADOR MONOFASICOSe denomina transformador o trafo a un dispositivo elctrico que permite aumentar o disminuir la tensin en un circuito elctrico de corriente alterna, manteniendo la frecuencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin prdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las mquinas reales presentan un pequeo porcentaje de prdidas, dependiendo de su diseo, tamao, etc.El transformador es un dispositivo que convierte la energa elctrica alterna de un cierto nivel de tensin, en energa alterna de otro nivel de tensin, por medio de la accin de un campo magntico. Est constituido por dos o ms bobinas de material conductor, aisladas entre s elctricamente por lo general enrolladas alrededor de un mismo ncleo de material ferro magntico. La nica conexin entre las bobinas la constituye el flujo magntico comn que se establece en el ncleo.Los transformadores son dispositivos basados en el fenmeno de la induccin electromagntica y estn constituidos, en su forma ms simple, por dos bobinas devanadas sobre un ncleo cerrado de hierro dulce o hierro silicio. Las bobinas o devanados se denominan primarios y secundarios segn correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestin, respectivamente. Tambin existen transformadores con ms devanados; en este caso, puede existir un devanado "terciario", de menor tensin que el secundario.Si se aplica una fuerza electromotriz alterna en el devanado primario, circular por ste una corriente alterna que crear a su vez un campo magntico variable. Este campo magntico variable originar, por induccin electromagntica, la aparicin de una fuerza electromotriz en los extremos del devanado secundario.

Representacin esquemtica del transformador

La relacin de transformacin nos indica el aumento decremento que sufre el valor de la tensin de salida con respecto a la tensin de entrada, esto quiere decir, por cada volt de entrada cuntos volts hay en la salida del transformador.La relacin entre la fuerza electromotriz inductora (Ep), la aplicada al devanado primario y la fuerza electromotriz inducida (Es), la obtenida en el secundario, es directamente proporcional al nmero de espiras de los devanados primario (Np) y secundario (Ns) . La razn de la transformacin (m) de la tensin entre el bobinado primario y el bobinado secundario depende de los nmeros de vueltas que tenga cada uno. Si el nmero de vueltas del secundario es el triple del primario, en el secundario habr el triple de tensin. Donde: (Vp) es la tensin en el devanado primario tensin de entrada, (Vs) es la tensin en el devanado secundario tensin de salida, (Ip) es la corriente en el devanado primario corriente de entrada, e (Is) es la corriente en el devanado secundario corriente de salida. Esta particularidad se utiliza en la red de transporte de energa elctrica: al poder efectuar el transporte a altas tensiones y pequeas intensidades, se disminuyen las prdidas por el efecto Joule y se minimiza el costo de los conductores.

CONEXIN DE TRAFOS MONOFASICOSA menudo, cuando se requiere aumentar la potencia de un transformador monofsico, se le acopla otro transformador en paralelo.Para implementar esto, se debe respetar los valores del voltaje en el bobinado primario, voltaje en el bobinado secundario, la impedancia de los bobinados y que guarden una relacin de 4:1 como mximo entre primario y secundario. Para acoplar dos transformadores monofsicos se puede seguir el siguiente procedimiento prctico:

a) La conexin de los bobinados primarios se hace normalmente y en forma definitiva, H1 con H1 y H2 con H2.

b) En el secundario, la conexin que une los bornes intermedios de estos bobinados y que corresponden al neutro (N) tambin se puede hacer en forma definitiva.

c) Se hace un puente provisional en los bornes del lado izquierdo y se intercala un voltmetro en los bornes del lado derecho

d) Luego se alimenta el banco.

- Si los transformadores tienen polaridad distinta, el voltmetro indicar algn valor de voltaje.

- Si los transformadores tienen la misma polaridad, el voltmetro no indicar ningn voltaje.

POLARIDAD DE UN TRANSFORMADORLas bobinas secundarias de los transformadores monofsicos se arrollan en el mismo sentido de la bobina primaria o en el sentido opuesto, segn el criterio del fabricante.Debido a esto, podra ser que la intensidad de corriente en la bobina primaria y la de la bobina secundaria circulen en un mismo sentido, o en sentido opuesto.Polaridad AditivaLa polaridad positiva se da cuando en un transformador el bobinado secundario est arrollado en el mismo sentido que el bobinado primario.Esto hace que los flujos de los dos bobinados giren en el mismo sentido y se sumen.Los terminales H1 y X1 estn cruzados.

Polaridad SustractivaLa polaridad sustractiva se da cuando en un transformador el bobinado secundario esta arrollado en sentido opuesto al bobinado primario.Esto hace que los flujos de los dos bobinados giren en sentidos opuestos y se resten.Los terminales H1 y X1 estn en lnea. Como determinar la polaridad de un transformadorPara determinar la polaridad del transformador, se coloca un puente entre los terminales del lado izquierdo del transformador y se coloca un voltmetro entre los terminales del lado derecho del mismo, luego se alimenta del bobinado primario con un valor de voltaje (Vx). Ver el diagrama.Si la lectura del voltmetro es mayor que Vx el transformador es aditivo o si es menor el transformador es sustractivo.

EQUIPO UTILIZADO

2 transformadores monofsicos de 1 KVA, 220/110v 1 auto transformador variable de 1.3 KVA. 220v, 0-20A 1 voltmetro de C.A, 0-5A y 0-10A 1 vatmetro de bajo factor de potencia (YEW) 1 multmetro 1 ampermetro de pinza 1 resistencia variable 0-10 A 220 ohm 1 resistencia 0-15ohm, 5 A 1 ohmmetro para bajas resistencias (ELOHMI).

PROCEDIMIENTO

VERIFICAR POLARIDAD DE LOS TRANSFORMADORES

1. Conectar el circulito como se muestras en la figura 1 y medir V y V, segn V mayor q V o V menor que V establecer si las polaridades son aditivas o sustractivas

2. Medir la tensin de cortocircuito de ambos transformadores de acuerdo a la figura 2. Calcular en que proporcin debe repartirse la carga. cules sern las corrientes es cuando un transformador entrega su corriente nominal?

3. conectar los transformadores en paralelo de acuerdo a la figura 3. respetar para la conexin la polaridad de cada uno. Qu sucederan si se conectan con la polaridad opuesta?Con Ra en cortocircuito, ajustar el valor de RL hasta lograr que cualquier transformador entre en su corriente nominal. Usar para tal efecto el ampermetro de pinza , en estas condiciones medir l1,l2 e lL (corriente sea en el lado de 110V o 220V y en la cara respectivamente) Se verificara con el calculo efectuado previamente?Aumentar luego el valor de R2 hasta lograr un reparto equitativo de la carga(l1,l2 e lL y la cada de tensin en R2

Medir, finalmente las resistencias en C.E. de los arrollamientos, considerar para los clculos que RCA = RRC .

DATOS DEL EXPERIMENTO

CALCULOS , RESULTADOS Y GRAFICAS

Para transformadores en paralelo, del circuito se cumple que:

Los transformadores tienen una potencia nominal de 1kVA. Con las pruebas de cortocircuito realizadas tenemos:

Transformador 1:

Relacin de transformacin real: =1.7

Ialta:=4.5AIbaja= 8.4A V=14.5V W=65W

Transformador 2:

Relacin de transformacin real: = =2

Ialta:=4.5AIbaja= 8.75A V=12.07V W=53W

Datos tomados de la experiencia:

(V) (A) (A) (A) (V)()()

2201.061.082.24110.119.1517

2200.510.511109.8111.540

2200.120.130.25110440175

2200.060.060.13109.4911.7322

Clculos tericos:

Consideraciones: (Referencia)(Se toma como valor inicial un pequeo ngulo, para luego de un proceso iterativo se ir corrigiendo el valor del ngulo de desfasaje hasta obtener un mnimo error).

Primero:

Se tomaron como datos ,,,,, y , con lo cual hallamos

Luego:

Conocido , se halla

Seguido:

Hallamos , y cotejamos que el ngulo de desfasaje de sea aproximadamente igual que de , ya que estamos usando una carga resistiva.

Para

Para

Para

Para

Con esto se obtiene la siguiente tabla:

(V) (A) (A) (A) (V)

2201.0961.0842.18109.5

2200.4890.4920.98109.28

2200.1110.1290.24109.85

2200.06010.05990.12110.05

Cuadro final comparativo:

ExperimentalTerico%Error

(A)1.0960.4890.1110.061.060.510.120.06013.44.127.50.17

(A)1.0840.4920.1290.061.080.510.130.05990.373.530.770.17

(A)2.1810.240.132.240,980.250.122.682.0448.3

DIAGRAMA FASORIAL

Si: V>V1 entonces ser polaridad aditivaV