Maquinas Eléctricas "Regulación de Transformación"

Universidad Politécnica Salesiana-Sede Cuenca.

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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

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Universidad Politécnica Salesiana - Sede Cuenca

Laboratorio de Maquinas Eléctricas I

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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


3

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),


216V, 0V 30 0V (Sec. 2),


216V, 0V 40 0V (Sec. 2),


216V, 0V 50 0V (Sec. 1),


216V, 0V 60 0V (Sec. 2),


216V, 0V 70 0V (Sec. 2),


216V, 0V 80 0V (Sec. 1),


216V, 0V 90 0V (Sec. 2),


216V, 0V 100 0V (Sec. 2),


216V, 0V 110 0V (Sec. 1),


216V, 0V 120 0V (Sec. 2),


216V, 0V 130 0V (Sec. 2),


216V, 0V 140 0V (Sec. 1),


216V, 0V 160 0V (Sec. 1),


216V, 0V 180 0V (Sec. 2),


216V, 0V 200 0V (Sec. 2),


216V, 0V 216 0V (Sec. 1),


216V, 0V 200 0V (Sec. 2),


216V, 0V 180 0V (Sec. 2),


216V, 0V 160 0V (Sec. 1),


216V, 0V 140 0V (Sec. 2),


216V, 0V 120 0V (Sec. 2),


216V, 0V 100 0V (Sec. 1),


216V, 0V 80 0V (Sec. 2),


216V, 0V 60 0V (Sec. 2),


216V, 0V 40 0V (Sec. 1),


216V, 0V 20 0V (Sec. 2),



4

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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