Maquinas elétricas transformadores

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS

COORDENAÇÃO DE ELETROTÉCNICA E AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

MÁQUINAS ELÉTRICAS

ANA CLAUDIA VIEIRA SOUZA

BRUNA VITÓRIA COSTA OLIVEIRA

TRANSFORMADOR MONOFÁSICO

Perdas e Rendimento

Belo Horizonte

2016

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ANA CLAUDIA VIEIRA SOUZA

BRUNA VITÓRIA COSTA OLIVEIRA

 

TRANSFORMADOR MONOFÁSICO

Perdas e Rendimento

Trabalho prático apresentado ao professor da disciplina “Máquinas Elétricas”, do curso de Eletrotécnica e Automação Industrial do Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, como parte integrante do processo de avaliação do aproveitamento.
Professor: Anderson Vagner Rocha.

Belo Horizonte

2016

SUMÁRIO

1. Introdução Teórica .......................................................................4

1. Ensaio de circuito aberto (a Vazio) .....................................................4

1.1.1 Objetivos ...............................................................................4

1.1.2 Diagrama de montagem ............................................................5

1.2 Ensaio de Impedância em Curto- Circuito ............................................5

1.2.1 Objetivos ...............................................................................5

1.2.2 Diagrama de montagem ............................................................6

1.3 Rendimento ...................................................................................6

1.3.1 Definição prática .....................................................................6

1.3.2 Procedimento e relações relevantes ...........................................6

1. Objetivos .......................................................................................8

2. Desenvolvimento ..........................................................................9

3. Conclusão....................................................................................20

4. Bibliografia ..................................................................................21

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1. Introdução Teórica

Um transformador é uma “máquina” estática capaz de transferir potência elétrica a partir de um acoplamento magnético, podendo ter dois ou mais enrolamentos. Além disso, essa junção (acoplamento) baseia-se no princípio da mútua indutância entre dois ou mais circuitos, isolados eletricamente, mas magneticamente acoplados. Dessa forma, devido ao seu princípio de operação e a “transformação” de tensão e corrente que efetua, é um equipamento amplamente utilizado na indústria, com aplicação em circuitos eletrônicos, de potência, acoplamento, isolamento e na geração e transmissão de energia.

O trabalho vigente abordará as características de funcionamento de transformadores monofásicos, tendo em vista as perdas produzidas (no cobre e no núcleo) e o rendimento do mesmo. Assim, podendo enaltecer as variações que essas variáveis apresentam dependendo da temperatura de operação e a condição de carga em que o equipamento encontra-se, além dos máximos valores que atingem. Sendo que os resultados a serem calculados têm como base o transformador modelo, disponibilizado pelo professor, submetido aos ensaios a vazio e impedância de curto-circuito.

Os resultados obtidos serão demonstrados graficamente, relacionando as perdas com o rendimento da máquina e, consequentemente, com os valores que a corrente assume para cada situação.

1. Ensaio de Circuito Aberto (a Vazio)

1. Objetivos

• Determinação das perdas no núcleo (Phf);
• Determinação dos parâmetros do núcleo (Zn, Rn, Xm) no circuito equivalente.

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[pic 1]

1.1.2 Diagrama de montagem

        

Fig. 1 – Ligações típicas dos instrumentos para o ensaio a circuito aberto, que determinará as perdas no núcleo.

Obs.: Desde que a maioria dos transformadores de potência e distribuição tem um ou mais enrolamentos de tensão muito alta, é usual e mais seguro execute-se o ensaio a vazio para determinar as perdas no núcleo através do enrolamento de tensão inferior (TI). As ligações são mostradas na figura 1, para um transformador de dois enrolamentos, com tensão nominal aplicada aos terminais de baixa tensão (X1-X2), e com os terminais de alta tensão, H1-H2, a circuito aberto. Uma vez que a tensão nominal é aplicada ao lado de baixa tensão, a tensão nominal também aparece nos terminais do lado de alta tensão. Deve-se atentar para que estes terminais de alta tensão estejam apropriadamente isolados um do outro e do contato com pessoas.

1. Ensaio de Impedância em Curto-Circuito

1.2.1 Objetivos

• Determinação das perdas dos enrolamentos (Pj);
• Determinação das impedâncias dos enrolamentos ou dos “parâmetros dos enrolamentos” no circuito equivalente.

1.2.2 Diagrama de Montagem

[pic 2]

        Fig.2 -

Fig.2- Ligação típica de instrumentos para o ensaio de curto-circuito, visando a determinação de Xe1,Xe1, Re1.

Obs.: No ensaio de curto-circuito, a leitura efetuada no wattímetro corresponde as perdas no cobre (Pcc), uma vez que as perdas magnéticas para essa operação são praticamente desprezíveis - toda tensão aplicada fica na impedância dos enrolamentos.

1. Rendimento

1.3.1 Definição prática

É a relação entre a potência útil de saída (Watts) P2, entregue pelo secundário à carga, e a potência útil de entrada P1 entregue, pela fonte, ao primário.