Lab4 Transf B
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2 Parte - Ensaio do transformador em curto-circuito
2 PARTE - ENSAIO DO TRANSFORMADOR EM CURTO-CIRCUITO
Nesta parte do trabalho pretende-se ensaiar o transformador em curto-circuito por forma a determinar a resistncia e a reactncia de disperso equivalentes, respectivamente, do transformador. A determinao destes parmetros juntamente com a determinao da resistncia fictcia R
'eqR e
'eqX
0, que traduz as perdas por efeito de Joule no ferro (perdas por histerese e por correntes de Foucault), e da reactncia de magnetizao X0, permite estabelecer o esquema elctrico equivalente do transformador (esquema de Steinmetz ), o qual permite prever o comportamento do transformador em carga.
1. INTRODUO TERICA
No ensaio em curto-circuito, a potncia lida pelo wattmetro P1cc dada pela expresso
P1cc = U1ef I1ef cos 1cc onde U1ef e I1ef so respectivamente os valores eficazes da tenso e da corrente no primrio e 1cc a desfasagem entre ambas.
Neste caso, como a corrente de magnetizao I10 desprezvel face corrente nominal, o ramo transversal do circuito elctrico equivalente do transformador pode ser retirado, obtendo-se assim o esquema equivalente de Steinmetz do transformador, reduzido ao primrio ou ao secundrio, representado na figura 1.
(a)
(b) Figura 1 - Esquema equivalente de Steinmetz;
(a) reduzido ao primrio (b) reduzido ao secundrio
onde e so, respectivamente, a resistncia equivalente e a reactncia equivalente de disperso vistas do primrio.
''eq
22
21
'21
'eq RmRmRRRR =+=+= ''eq2221'21'eq XmXmXXXX =+=+=
.
.
1U
1R'2R
'eqR
1X'2X
'eqX
1I '2I
0'2 =c.c.
U
.
.
''1U
''1R R
''eqR
''1X 2X
''eqX
''1I 2I
2
02 =c.c.
U
-
2 Parte - Ensaio do transformador em curto-circuito
O ensaio do transformador em curto-circuito tem que ser feito com uma tenso de entrada muito baixa, pelo que o fluxo no ferro desprezvel e, consequentemente, so tambm desprezveis as perdas no ferro, podendo assim dizer-se que a potncia lida pelo wattmetro representa as perdas no cobre, isto :
P1cc = PCu = 21'eq IR
A partir deste ensaio pode determinar-se e o ngulo caracterstico do transformador. 'eqR , 'eqXO ensaio do transformador em curto-circuito juntamente com o ensaio em vazio permitem assim
determinar as caractersticas intrnsecas do transformador as quais, uma vez conhecidas, permitem prever o comportamento do transformador em carga. 2. EXECUO DO TRABALHO
Para a realizao deste ensaio utiliza-se a montagem elctrica indicada na figura 2.
Figura 2 - Esquema de blocos da montagem elctrica
O auto-transformador AT tem como funo permitir variar a tenso de entrada entre 0 e 220 V. O
transformador de 220-15 V usado no ensaio por razes de segurana, isto , por forma a garantir que a tenso eficaz no primrio do transformador a ensaiar no ultrapasse os 15 V, aproximadamente. Ligado ao primrio do transformador a ensaiar existe um instrumento de medida que permite medir a potncia P e os valores eficazes da corrente I1 e da tenso U1. A pina amperimtrica serve para medir o valor eficaz da corrente I2 no secundrio do transformador. O voltmetro V est ligado a uma bobina de n = 10 espiras, enroladas em torno do ncleo de ferro do transformador, registando uma tenso U proporcional ao fluxo resultante no ferro.
NOTA: Durante a execuo do ensaio expressamente proibido tocar em qualquer parte do
circuito elctrico! Procedimento 2.1 - Coloque o auto-transformador AT a 0 V. 2.2 - Ligue AT e aumente a tenso at ao seu valor mximo. Registe numa tabela os valores de P,
U1, I1, I2 e U . 2.3 - Diminua progressivamente a tenso do auto-transformador desde o valor mximo at 0 V
registando os valores pedidos em 2) para 10 pontos intermdios. 2.4 - Desligue o auto-transformador e os instrumentos de medida utilizados.
0
A.T. -220 V
22
T 0-15 V
Wattmet roVoltmet ro
AmpermetroT
. a ensaiar 400-24 V
O O .
.
. .
.
. .. .
.redeU..
.
...
. . c.c.
Pina amperimtrica
V
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2 Parte - Ensaio do transformador em curto-circuito
3. EXECUO DO RELATRIO
3.1 - Determine para cada ponto ensaiado os valores de 'eqZ , 'eqR ,
'eqX e do transformador.
Construa um grfico de 'eqZ , 'eqR e
'eqX em funo da corrente I1 no primrio. Determine o
valor mdio dos parmetros mencionados anteriormente. 3.2 - Calcule a razo entre os valores da corrente no secundrio e no primrio, I2/I1, e construa
um grfico de I2/I1 em funo de I1. Determine o valor mdio dessa razo e compare com a relao de transformao m = U1/U2 do transformador.
3.3 - A partir dos valores medidos para U , mostre que o fluxo no ferro do transformador,
quando o secundrio est em curto-circuito, muito menor que o fluxo no ferro nominal, sendo portanto admissvel que se despreze neste ensaio o ramo transversal do esquema equivalente de Steinmetz.
3.4 - A partir dos valores obtidos nos ensaios em vazio e em curto-circuito, construa o esquema
equivalente de Steinmetz deste transformador.