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Regulación de transformación
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Universidad Politécnica Salesiana-Sede Cuenca.
1
Resumen--- En este informe se presenta la determinación de
relación de transformación del transformador, con la ayuda
del módulo feedback 61-106.
Palabras Claves— Transformador, feedback 61-106,
relación de transformación.
OBJETIVOS
Objetivo General:
• Determinar la relación de transformación y la polaridad de
los devanados del transformador monofásico FEEDBACK 61-
106.
Objetivos Específicos:
A partir del transformador monofásico 61-106:
Medir las tensiones del primario y secundario en
distintas configuraciones de conexión de sus
devanados.
Calcular la relación de transformación (α) para
configuración de sus devanados.
Determinar la polaridad en cada una de sus
configuraciones.
I. INTRODUCCIÓN
En el presente informe se realizara la relación de
transformación y la polaridad de un transformador monofásico
feedback, para ello se deberá a unir los bobinados secundarios
del transformador para obtener una sola salida, es decir 125V
y se alimentara el transformador con una fuente variable de 0-
216V, los instrumentos que se utilizaran para medir los
voltajes en el primario y secundario son multímetros digitales.
Estas mediciones se realizaran con el objetivo de saber el tipo
de transformador y su relación, en este caso es un reductor.
II. MARCO TEÓRICO
2. El Transformador
Un transformador es un dispositivo eléctrico que cambia la
potencia eléctrica alterna con un nivel de voltaje a potencia
eléctrica alterna con otro nivel de voltaje mediante la acción
de un campo magnético. Consta de dos o más bobinas de
alambre enrollados alrededor de un núcleo. Estas bobinas no
están conectadas en forma directa. La única conexión es el
flujo magnético que se encuentra dentro del núcleo.
Uno de los devanados del transformador se conecta a una
fuente de energía eléctrica alterna y el segundo devanado
suministra energía eléctrica a la carga.
El devanado del transformador que se conecta a la fuente de
potencia se le denomina “devanado primario o devanado de
entrada” y el devanado que se conecta a la carga se le
denomina “devanado secundario o devanado de salida”. [1]
Fig. 1: Construcción del Transformador
Fig. 2: Simbología del Transformador
Practica #3: RELACIÓN DE
TRANSFORMACIÓN Y POLARIDAD Criollo Boris, González Aníbal, Legarda Cristian, Sancho Patricio, Sigcha Felix
bcriolloe@est.ups.edu.ec agonzalezl1@est.ups.edu.ec clegarda@est.ups.edu.ec
msanchot@est.ups.edu.ec fsigcha@est.ups.edu.ec
Universidad Politécnica Salesiana - Sede Cuenca
Laboratorio de Maquinas Eléctricas I
Universidad Politécnica Salesiana-Sede Cuenca.
2
2.1. Transformador FEEDBACK 61-106
Fig. 3: Transformador monofásico 61-106
La Transformador TFM ofrece dos módulos adicionales; el
transformador monofásico 61-106 presentada en la figura 3 y
los transformadores trifásicos 61-107. Cada una está
completamente cerrado por seguridad y protegida
eléctricamente. El panel frontal que tienen, proporciona
diagramas que simplifican las conexiones experimentales.
Para poder obtener diferentes tipos de conexión, como las de
sin carga y con carga rendimiento, autotransformadores,
estrella, delta, delta abierta y en zig-zag arrollamientos
relaciones de fase primaria-secundaria y la eficiencia. [2]
2.2.1 Relación de Transformación
El termino relación de transformación hace referencia al
aumento o decremento que sufre la tensión a la salida del
transformador con respecto a su entrada, esta relación es
directamente proporcional al devanado y numero de espiras
que posea un transformador en su bobina primaria y
secundaria. [3]
𝑬𝒑
𝑬𝒔=𝑵𝒑
𝑵𝒔
Donde:
Ep fuerza electromotriz inducida al devanado primario.
Es fuerza electromotriz inducida al devanado secundario.
Np número de espiras del devanado primario.
Ns número de espiras del devanado secundario.
La relación de transformación (α) de la tensión entre el
bobinado primario y el bobinado secundario depende de los
números de vueltas que tenga cada uno. Si el número de
vueltas del secundario es el doble del primario, en el
secundario habrá el doble de tensión. [3]
∝=𝑽𝟏
𝑽𝟐=𝑵𝟏
𝑵𝟐=𝑰𝟐
𝑰𝟏
La relación de tensión nos permite conocer el tipo de
Transformador, el cual puede ser:
Elevador, si ∝ < 1
Reductor, si ∝ > 1
Aislamiento, si ∝ = 1
Como se observa el ejemplo de la figura 4:
Fig. 4: Relación de vueltas tensión Step – Up (Aumenta),
tensión Step- Down (Disminuye)
Fig. 5: Relación de transformación de un transformador
monofásico
III. DESARROLLO
3.1 Procedimiento:
A continuación se muestra la configuración frontal del
transformador monofásico feedback, necesario para el
desarrollo de la práctica:
Fig. 6: Configuración frontal del transformador monofásico
Universidad Politécnica Salesiana-Sede Cuenca.
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feedback 61-106
Para ello se tomó varios valores que varían desde 0 hasta
216 volts, mientras que para el voltaje en el secundario se
hizo un puente entre 0V de la sección 1 y 62.5V de la
sección 2, obteniendo la siguiente tabla de valores.
Tabla 1. Tabla con las configuraciones de conexión de las bobinas del transformador 61-106 para la
determinación de la relación de transformación.
Una vez con los valores medidos se calcula posteriormente la
relación de transformación quedando de la siguiente manera.
Tabla 2. Tabla de la relación de transformación
producto de conexión de las bobinas del transformador 61-106.
IV. RECURSOS (ACCESORIOS Y MATERIAL FUNGIBLE):
Banco de máquinas elétricas FEEDBACK.
Fuente de tensión variable, 0 – 220 V
Modulo de transformador monofásico, 61-106
Cables de conexión (Bananas)
Multímetro, (Varios).
VOLTAJE PRIMARIO UNION ENTRE
BOBNAS
(secundario)
VOLTAJE
SECUNDARIO
Conexión de
la fuente
Voltaje
aplicado (V1)
Sección 1 Sección 2 Conexión del
voltímetro (V2)
216V, 0V 10 0V 62.5 V 0V (Sec. 2), 62.5 V
(Sec. 1)
216V, 0V 20 - - 0V (Sec. 1), 62.5 V
(Sec. 1)
216V, 0V 30 - - 0V (Sec. 2), 62.5 V
(Sec. 2)
216V, 0V 40 - - 0V (Sec. 2), 62.5 V
(Sec. 1)
216V, 0V 50 - - 0V (Sec. 1), 62.5 V
(Sec. 1)
216V, 0V 60 - - 0V (Sec. 2), 62.5 V
(Sec. 2)
216V, 0V 70 - - 0V (Sec. 2), 62.5 V
(Sec. 1)
216V, 0V 80 - - 0V (Sec. 1), 62.5 V
(Sec. 1)
216V, 0V 90 - - 0V (Sec. 2), 62.5 V
(Sec. 2)
216V, 0V 100 - - 0V (Sec. 2), 62.5 V
(Sec. 1)
216V, 0V 110 - - 0V (Sec. 1), 62.5 V
(Sec. 1)
216V, 0V 120 - - 0V (Sec. 2), 62.5 V
(Sec. 2)
216V, 0V 130 - - 0V (Sec. 2), 62.5 V
(Sec. 1)
216V, 0V 140 - - 0V (Sec. 1), 62.5 V
(Sec. 1)
216V, 0V 160 - - 0V (Sec. 2), 62.5 V
(Sec. 2)
216V, 0V 180 - - 0V (Sec. 2), 62.5 V
(Sec. 1)
216V, 0V 200 - - 0V (Sec. 1), 62.5 V
(Sec. 1)
216V, 0V 216 - - 0V (Sec. 2), 62.5 V
(Sec. 2)
216V, 0V 200 - - 0V (Sec. 2), 62.5 V
(Sec. 1)
216V, 0V 180 - - 0V (Sec. 1), 62.5 V
(Sec. 1)
216V, 0V 160 - - 0V (Sec. 2), 62.5 V
(Sec. 2)
216V, 0V 140 - - 0V (Sec. 2), 62.5 V
(Sec. 1)
216V, 0V 120 - - 0V (Sec. 1), 62.5 V
(Sec. 1)
216V, 0V 100 - - 0V (Sec. 2), 62.5 V
(Sec. 2)
216V, 0V 80 - - 0V (Sec. 2), 62.5 V
(Sec. 1)
216V, 0V 60 - - 0V (Sec. 1), 62.5 V
(Sec. 1)
216V, 0V 40 - - 0V (Sec. 2), 62.5 V
(Sec. 2)
216V, 0V 20 - - 0V (Sec. 2), 62.5 V
(Sec. 1)
VOLTAJE PRIMARIO VOLTAJE
SECUNDARIO Relación de transformaci
ón (V1/V2)
Tipo de transformador
(elevador,
reductor o de aislamiento)
Conexión de la fuente
Voltaje aplicado
(V1)
Conexión del voltímetro
(V2)
216V, 0V 10 0V (Sec. 2),
62.5 V (Sec. 1) 1.78 Reductor
216V, 0V 20 0V (Sec. 1),
62.5 V (Sec. 1) 1.71 Reductor
216V, 0V 30 0V (Sec. 2),
62.5 V (Sec. 2) 1.66 Reductor
216V, 0V 40 0V (Sec. 2),
62.5 V (Sec. 1) 1.66 Reductor
216V, 0V 50 0V (Sec. 1),
62.5 V (Sec. 1) 1.65 Reductor
216V, 0V 60 0V (Sec. 2),
62.5 V (Sec. 2) 1.64 Reductor
216V, 0V 70 0V (Sec. 2),
62.5 V (Sec. 1) 1.63 Reductor
216V, 0V 80 0V (Sec. 1),
62.5 V (Sec. 1) 1.63 Reductor
216V, 0V 90 0V (Sec. 2),
62.5 V (Sec. 2) 1.63 Reductor
216V, 0V 100 0V (Sec. 2),
62.5 V (Sec. 1) 1.63 Reductor
216V, 0V 110 0V (Sec. 1),
62.5 V (Sec. 1) 1.63 Reductor
216V, 0V 120 0V (Sec. 2),
62.5 V (Sec. 2) 1.63 Reductor
216V, 0V 130 0V (Sec. 2),
62.5 V (Sec. 1) 1.63 Reductor
216V, 0V 140 0V (Sec. 1),
62.5 V (Sec. 1) 1.63 Reductor
216V, 0V 160 0V (Sec. 1),
62.5 V (Sec. 1) 1.63 Reductor
216V, 0V 180 0V (Sec. 2),
62.5 V (Sec. 2) 1.63 Reductor
216V, 0V 200 0V (Sec. 2),
62.5 V (Sec. 1) 1.63 Reductor
216V, 0V 216 0V (Sec. 1),
62.5 V (Sec. 1) 1.62 Reductor
216V, 0V 200 0V (Sec. 2),
62.5 V (Sec. 2) 1.62 Reductor
216V, 0V 180 0V (Sec. 2),
62.5 V (Sec. 1) 1.62 Reductor
216V, 0V 160 0V (Sec. 1),
62.5 V (Sec. 1) 1.63 Reductor
216V, 0V 140 0V (Sec. 2),
62.5 V (Sec. 2) 1.63 Reductor
216V, 0V 120 0V (Sec. 2),
62.5 V (Sec. 1) 1.62 Reductor
216V, 0V 100 0V (Sec. 1),
62.5 V (Sec. 1) 1.64 Reductor
216V, 0V 80 0V (Sec. 2),
62.5 V (Sec. 2) 1.63 Reductor
216V, 0V 60 0V (Sec. 2),
62.5 V (Sec. 1) 1.63 Reductor
216V, 0V 40 0V (Sec. 1),
62.5 V (Sec. 1) 1.62 Reductor
216V, 0V 20 0V (Sec. 2),
62.5 V (Sec. 2) 1.62 Reductor
Universidad Politécnica Salesiana-Sede Cuenca.
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V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
(B Criollo) G1
Como conclusión de este informe realizado se puede decir que
la relación de tensión de un transformador monofásico, está en
función de la relación de vueltas en sus devanados, siendo en
el caso de “reductor” si alimentamos al primario con mayor
número de espiras, se obtiene una tensión en el secundario con
menor número de espiras, y siendo el caso de “elevador” si
alimentamos el secundario con menor número de espiras se
obtiene una nueva tensión en el primario con mayor número
de espiras, para realizar estos procedimientos tenemos que
tener en cuenta la polaridad de cada devanado al momento de
verificar las tensiones obtenidas.
Como recomendación para realizar esta práctica, y no se
presenten daños los equipos debemos hacer las conexiones
con los equipos apagados, una vez que se haya armado el
circuito con su debida verificación procedemos a encender el
modulo para analizar su funcionamiento, también se
recomienda, que si se aplica una modificación en el circuito
primero apagamos el sistema para poder trabajar, esto es muy
útil para proteger estos módulos ya que son muy sensibles
internamente.
(A González) G3
Concluimos que la relación de transformación y polaridad es
sumamente importante ya que sabemos en cuanto se va a
reducir o elevar la tensión aplicada al transformador, en esta
práctica lo hemos realizado de 10v a 216 v y viceversa, así
evitamos pérdidas materiales o también evitamos alterar el
funcionamiento de una carga que se vaya a conectar al
transformador, la polaridad nos permite saber cómo realizar la
conexión entre transformadores y la carga. Se pudo garantizar
un buen funcionamiento de las bobinas así como su
conexión al realizar mediciones con los multímetros.
(C Legarda) G1
En conclusión se logra adjuntar que la relación de
transformación depende únicamente de la relación que existe
entre el número de vueltas en el devanado primario y en el de
devanado secundario, ya que partiendo de esto podemos saber
que si un transformador de potencia es reductor, elevador o de
estabilización, además se puede acotar que estos
transformadores al ser reales están expuestos a pérdidas ya sea
en el núcleo, también por las pérdidas de cobre o simplemente
por corrientes parásitas, pero aun así gracias a su diseño de
fabricación muchos de estos transformadores la pasar de los
años se ha logrado que las pérdidas sean mínimas logrando
aproximarse mucho a un transformador ideal.
(P Sancho) G3
En esta práctica se logró realizar la relación de transformación
del transformador, para ello se tuvo que realizar varias
medidas en el bobinado primario y secundario, mediante una
fuente variable, para obtener un voltaje de 125V se tuvo que
unir los dos bobinados secundarios del transformador.
Mediante esta relación se pudo identificar que es un
transformador reductor y su relación es aproximadamente 1.63
Como recomendación cuando se finaliza la conexión en el
módulo, antes de encender el mismo se debe verificar dicho
esquema y su respectiva conexión para evitar sobrecargas o
daños en los aparatos utilizados o módulos. Para realizar
cualquier tipo de modificación del circuito, se debe hacer con
el sistema apagado para evitar daños físicos.
(F Sigcha) G1
Finalizando la práctica hemos determinado la relación de
transformación con las mediciones obtenidas en el laboratorio
las cuales están especificadas en las tablas, en donde a es la
relación de transformación, si a es mayor a 1 tenemos un
transformador elevador, si a es menor a 1 se tiene un
transformador reductor y finalmente si a es igual a 1 va ser un
transformador aislante. Además se determinó la polaridad de
un transformador, en nuestro caso era fácil de determinar
porque ya estaba señalizado en el banco de trabajo el voltaje
igual a cero y entonces se pudo concluir el sentido relativo
instantáneo del flujo de corriente, pero en los transformadores
que no se tiene esa facilidad se lo realiza con un multímetro
probando en los bornes del primario y secundario cuando el
voltaje es igual a cero ese es el sentido relativo instantáneo del
flujo de corriente.
VI. REFERENCIAS
[1] S. J. Chapman, "Motores síncronos", en Máquinas eléctricas, 5° Ed.,
México: Mc. GrawHill, 2005, Cap. 2, pp.48-117
[2] http://www.feedback-
instruments.com/products/education/electrical_power_machines/single_t
hree_phase_transformers
[3] http://www.n9xh.org/license/pcara_general_upgrade_lesson_08.pdf
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