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INSTITUTO POLITCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICAINGENIERA ELCTRICALABORATORIO DE CONVERSIN DE LA ENERGA lllPRACTICA N: 3PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Y POLARIDAD DE TRANSFORMADORES GRUPO: 6EV3EQUIPO: 4INTEGRANTES DEL EQUIPOAguilar Lpez Luis Andres BOLETA: 2012300024NOMBRE DEL PROFESOR: ESCUTIA GMEZ JUAN DE JESUS NERIPROFESOR AUXILIAR:RODRGUEZ FIDEL ROBERTO

FECHA DE LA PRCTICA: 11 de mayo de 2015FECHA DE ENTREGA: 18 de mayo de 2015

CALIFICACIN

INDICE

OBJETIVO.1MARCO TERICO...1EQUIPO Y MATERIAL EMPLEADOS..6PROCEDIMIENTO...7CONCLUSIONES16BIBLIOGRAFIA.16ANEXO...17

OBJETIVOEl alumno verifique el principio de funcionamiento de un transformador elctrico y las polaridades en los respectivos devanados mediante lecturas de tensin indicativas.MARCO TERICO Transformador monofsicoEs una mquina elctrica esttica capaz de convertir una corriente alterna en otra alterna de diferente tensin e intensidad.Un transformador est compuesto por un ncleo de hierro con dos arrollamientos o devanados separados y aislados entre s, denominados primario y secundario.

Al conectar el devanado primario a una corriente alterna monofsica, se establece un flujo magntico alterno dentro del ncleo. Este flujo atraviesa el devanado secundario induciendo una fuerza electromotriz en el devanado secundario. A su vez, al circular corriente alterna en el secundario, se contrarresta el flujo magntico, induciendo sobre el primario una fuerza contra electromotriz.Desde el punto de vista energtico, un transformador convierte energa elctrica en magntica en el primario, y en el secundario convierte energa magntica en elctrica. El primario se comporta como un receptor y el secundario como un generador. Como el flujo circulando por el ncleo en nico, las tensiones del primario y secundario (fuerza contra electromotriz y electromotriz respectivamente) son proporcionales al ncleo de vueltas de cada arrollamiento:

Donde V1 y V2 son las tensiones en el primario y secundario y N1 y N2 son el nmero de vueltas en el primario y secundario.Ala relacin entre el nmero de vueltas en el primario y el secundario la llamamos relacin de transformacin y la representamos con la letra m.

Si el transformador fuese ideal y no tuviese prdidas, la potencia elctrica consumida en el primario sera igual a la generada en el secundario, y puesto que el flujo magntico y las corrientes estn en fase 1= 2= (o sea, que se mantiene el desfase):

De esta frmula deducimos que si el transformador es reductor, es decir que reduce la tensin, la corriente aumenta, y si es elevador, la tensin aumenta y la corriente disminuye.Resumiendo, un transformador es una mquina que sirve para variar la tensin de una corriente alterna, variando tambin la intensidad, dejando la misma frecuencia y desfase. Hay que destacar que un transformador no sirve para corriente continua.

Transformador monofsico

Transformador trifsicoCuando tenemos un sistema trifsico de tensiones, podemos convertirlo en otro sistema trifsico de diferente tensin mediante dos sistemas:1.- Banco de transformadores monofsicos:A pesar de su menor rendimiento, mayor volumen y mayor coste, presenta la ventaja de poder sustituirlo ms fcilmente en caso de avera.

2.- Un transformador trifsico: Est compuesto por un ncleo con tres columnas, donde arrollamos el primero y el secundario de cada fase en cada columna. Presenta la ventaja de su economa, menor volumen y mayor rendimiento.

Ambos sistemas pueden conectarse en estrella o delta tanto en el primario (en maysculas) como en el secundario (en minscula), quedando 4 configuraciones bsicas:1.- Y-y: Estrella-estrella.2.- Y-d: Estrella-delta.3.- D-y: Delta-estrella.4.- D-d: Delta-delta.

Las relaciones de transformacin estudiadas en los transformadores monofsicos tambin son vlidas para los valores de fase del transformador trifsico, es decir, que si fuese ideal seran:

Para obtener los valores de lnea basta con aplicar las relaciones entre fase y lnea segn sea estrella o delta.

Transformadores trifsicosLa prueba de polaridad.Cuando en un transformador no est especificada la polaridad o se desconoce. Se puede determinar por una simple medicin de voltaje como se indica a continuacin:1. Hacer una conexin entre las terminales de alto voltaje y bajo voltaje del lado derecho cuando se ve al transformador desde el lado de las boquillas y de bajo voltaje.2. Aplicar un voltaje bajo. Por ejemplo 120 volts a las terminales de alto volta.je y medir este voltaje con un vltmetro.3. Medir el voltaje de la terminal del lado izquierdo, del lado de alto voltaje a la terminal del lado izquierdo de bajo voltaje.Si el voltaje anterior es menor que el voltaje a travs de las terminales de alto voltaje, el transformador tiene polaridad sustractiva, si este voltaje es mayor, entonces la polaridad es aditiva.Estas pruebas se realizan para determinar (cuando es necesario) como se encuentran devanadas unas con respecto a otras las bobinas de un transformador de modo que la direccin del voltaje secundario se pueden conocer cuando se conecten en paralelo los transformadores o bien formando bancos polifsicos. En general las terminales se marcan del lado de alto voltaje como H1, H2, H3 leyendo del lado derecho hacia el izquierdo. En el lado de bajo voltaje con las letras X1, X2, etc. Leyendo del lado izquierdo hacia el lado derecho para polaridad sustractiva y de derecha a izquierda para polaridad aditiva.Para determinar cundo un transformador posee polaridad aditiva o sustractiva se conecta al devanado de alto voltaje una fuente de corriente alterna Eg y entre los devanados adyacentes de alto voltaje y bajo voltaje se conecta un puente P. Se conecta un vltmetro Ex entre las otras dos terminales adyacentes y otro vltmetro Ep se conecta a travs del devanado de alta tensin.Si la lectura de ex da un valor superior a la del vltmetro Ep se dice que la polaridad es aditiva lo que significa que las terminales h1 y x1 se encuentran opuestas diagonalmente.Por otra parte si la lectura Ex da un valor inferior a Ep se dice que la polaridad es sustractiva y las terminales h1 y x1 estn adyacentes.En esta prueba de polaridad el puente P conecta efectivamente al voltaje secundario es en serie con el voltaje primario Ep en consecuencia es o se suma o se resta a Ep, en otras palabras:Ex = Ep + es para polaridad aditivaEx = Ep es para polaridad sustractivaOtra forma de determinar la polaridad de un transformador es por medio del uso de una fuente de corriente continua y por medio del llamado golpe inductivo, se conecta una batera o fuente de corriente continua en serie con un switch abierto al devanado de bajo voltaje del transformador la terminal conectada al lado positivo de la fuente se marca con x1. Un vltmetro de corriente continua se conecta a travs de las terminales de alto voltaje, cuando el switch se cierra se induce momentneamente un voltaje en el devanado de alto voltaje. Si en este momento, la aguja del vltmetro se mueve al interior de la escala, la terminal del transformador conectada al lado positivo del vltmetro se marca con H1 y la otra con H2.Transformadores trifsicosLa determinacin de la polaridad en transformadores trifsicos es de alguna manera ms complicada que en los transformadores monofsicos. En adicin a la direccin de los devanados; puede existir un desplazamiento angular entre los voltajes secundarios, dependiendo de cmo los devanados de alto voltaje estn conectados a la alimentacin trifsica primaria.Para simplificar la conexin de los transformadores trifsicos, la terminal H1 se lleva fuera o al exterior del lado derecho viendo al lado de alto voltaje del transformador, la terminal X1 se coloca hacia el lado izquierdo viendo el lado de bajo voltaje del transformador.

EQUIPO Y MATERIAL EMPLEADOS

Tablero de Control-Proteccin. 3 Fusibles para 60 A. 3 Fusibles para 30 A. Puntas de Prueba. 3 Voltmetros de C.A. Multmetro Digital. Transformador Trifsico Tipo Seco. Pinzas Para Electricista. Conductor del N 12 AWG. Navaja de Electricista. Indicador de Secuencia de Fases.

PROCEDIMIENTO

1.- Efectuar la inspeccin ocular y realizar el diagrama fsico.Tablero de Control-Proteccin:

DIAGRAMA FISICO 1: TABLERO CONTROL-PROTECCIN

FOTO REPRESENTATIVA 1: TABLERO CONTROL-PROTECCIN

Transformador Trifsico Tipo Seco:

DIAGRAMA FISICO 2: TRANSFORMADOR TRIFSICO TIPO SECO

FOTO REPRESENTATIVA 2: TRANSFORMADOR TRIFSICO TIPO SECO2.- Efectuar la siguiente conexin verificando los siguientes parmetros:a) Fuente Fija: tensin, frecuencia y secuencia de fases:Voltaje: 220 Volts.

DIAGRAMA FISICO 3: FUENTE FIJAb) Fuente Variable: tensin, frecuencia y secuencia de fases:Voltaje Mximo Fase A-B: 438 V.Voltaje Mnimo Fase A-B: 10 V.Voltaje Mximo Fase A-C: 438 V.Voltaje Mnimo Fase A-C: 10 V.Voltaje Mximo Fase B-C: 440 V.Voltaje Mnimo Fase B-C: 10 V.Voltaje Mximo de Fase a Neutro: 251 V.Voltaje Mnimo de Fase a Neutro: 6.9 V.

DIAGRAMA FISICO 4: FUENTE VARIABLE3.- Verificar el principio de funcionamiento del transformador elctrico mediante la siguiente experimentacin: a) Alimentar el transformador en el par de bornes de conexin que indica 17 V y efectuar mediciones en todos los bornes restantes de la tablilla de conexiones.PIERNA 1:H1-H3H1-H2H2-H3X1-X3X1-X2X2-X3X4-X6X4-X5X5-X6

194.4V25.65V168.8V194.4V25.65V168.8V95.7V12.87V84.5V

PIERNA 2:H1-H3H1-H2H2-H3X1-X3X1-X2X2-X3X4-X6X4-X5X5-X6

143.7V124.8V19V72.1V62.31V9.53V71.9V62.3V9.53V


49.93V43V6.57V24.98V21.62V3.3V24.98V21.74V3.3V

DIAGRAMA FISICO 5: ALIMENTACION CON 17 Vb) Alimentar el transformador por el par de bornes de 220 V (pierna central) y efectuar mediciones en todos los bornes restantes.


108.3V94V14.3V53.84V46.8V7.14V53.95V46.78V5.6V


220V191V29V110.2V95.8V14.5V110.4V95.8V14.5V


111.8V97.4V14.77V55.9V48.4V7.4V55.92V48.5V7.41V

DIAGRAMA FISICO 6: ALIMENTACION CON 220 V4.- Obtener las polaridades de los devanados del transformador trifsico de acuerdo al mtodo de los 3 voltmetros.PIERNA 1:BOBINA 1:V1 = 52 V; V2 = 26 V; V3 = 26 V.BOBINA 2:V1 = 52 V; V2 = 26 V; V3 = 26 V.

DIAGRAMA FISICO 7: POLARIDAD PIERNA 1- BOBINA 1

DIAGRAMA FISICO 8: POLARIDAD PIERNA 1- BOBINA 2PIERNA 2:BOBINA 1:V1 = 52 V; V2 = 26 V; V3 = 26 V.BOBINA 2:V1 = 52 V; V2 = 26 V; V3 = 26 V.


DIAGRAMA FISICO 10: POLARIDAD PIERNA 1- BOBINA 2PIERNA 3:BOBINA 1:V1 = 52 V; V2 = 26 V; V3 = 26 V.BOBINA 2:V1 = 52 V; V2 = 26 V; V3 = 26 V.


DIAGRAMA FISICO 12: POLARIDAD PIERNA 1- BOBINA 2DIAGRAMA ELECTRICO FINAL CON POLARIDADES INDICADAS

CONCLUSIONES En esta prctica se comprob y observo mediante los valores de tensin obtenidos el principio de funcionamiento del transformador y se comprob la polaridad de las bobinas del transformador mediante el mtodo de los tres voltmetros y nos dio como resultado que la polaridad es sustractiva ya que el valor de nuestro vltmetro 3 es menor que la suma entre los voltmetros 1 y 2. Al checar la secuencia de fases nos result que dos fases estaban invertidas y ahora ya sabemos cmo va la secuencia de fases para poder realizar prcticas futuras.BIBLIOGRAFIALibros:1. Maquinas Elctricas y transformadores, Autor Irving L. Kosow, Editorial Reverte.Pginas de internet:1. Transformadores: http://www.portaleso.com/portaleso/trabajos/tecnologia/ele.yelectro/t7_transformadores.pdf

2. http://www.slideshare.net/dariodfea/tipos-de-transformadores

3. http://www.slideshare.net/yeinier/teoria-de-transformadores

ANEXO:HOJAS DECAMPO

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