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Práticas virtuais _ identificação de tipos de trasnformadores e RT.
Tipologia: Manuais, Projetos, Pesquisas
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Abril de 2014
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Departamento Acadêmico de Eletrotécnica Disciplina: Máquinas Elétricas 1
PRÁTICA N °°°° 01
ASSUNTO: Circuito Magnético Simples Excitado com Corrente Contínua.
OBJETIVO: Verificar o comportamento de um transformador excitado com C. C.
EXPLICAÇÃO: Deve-se testar o comportamento do circuito primários do transformador quando submetido a uma tensão continua (c.c.) de alimentação, fornecida com o auxílio de um retificador. Devido ao efeito do ripple, na tensão de saída do retificador, é de se esperar uma tensão direta pulsante e não exatamente uma
A
V
VARIADOR DE TENSÃO
tensão continua e constante como o resultado da retificação da forma de onda alternada. O experimento é realizado variando-se a tensão de alimentação c.c. fornecida ao transformador, através da tensão controlada fornecida pelo VARIVOLT e posteriormente retificada pelo retificador. Medindo-se sempre a tensão c.c. aplicada à bobina do primário e a corrente circulante no mesmo circuito. Na última etapa do experimento, deve-se alterar a relutância do circuito magnético através da retirada de uma parte do núcleo de material ferroso ou introdução de um entreferro no circuito. O entreferro pode ser obtido com a introdução de uma folha dobrada criando um gap no circuito magnético.
PROCEDIMENTO:
a) Iniciar a alimentação do circuito com tensão Vcc inicialmente igual a zero; b) Ir aumentado gradualmente a tensão Vcc até a corrente atingir 2 A. O reostato deve suportar mais de 2 A. c) Elaborar uma tabela V x I; d) Alterar o circuito magnético e repetir o experimento.
Após a análise dos dados das duas tabelas, justificar os resultados usando a teoria de circuitos magnéticos.
transformador. Além do variador de tensão e do transformador monofásico, também foi necessário utilizar dois multímetros que foram utilizados nas medições dos parâmetros elétricos dos circuitos primário. Um multímetro é utilizado na função de voltímetro, para realizar a medição da tensão AC aplicada na entrada do transformador. O segundo multímetro é utilizado com a função de amperímetro, para registrar qual era a corrente demandada no circuito primário, conforme diferentes níveis de tensão são aplicados a entrada do transformador. Nesta prática, quando se altera o circuito magnético e, portanto, se altera a indutância do enrolamento, haverá alteração no valor da reatância indutiva.
PROCEDIMENTO:
a) Alimentar o circuito e aumentar gradualmente a tensão aplicada; b) Elaborar uma tabela V x I; c) Calcular o valor da reatância e indutância do circuito desprezando o efeito da resistência. d) Alterar o circuito magnético e repetir o experimento. e) Refazer o cálculo da reatância e indutância do circuito.
Após a análise dos dados das duas tabelas, justificar os resultados usando a teoria de circuitos magnéticos.
PRÁTICA N °°°° 03
ASSUNTO: Funcionamento do Transformador Monofásico sem Carga.
OBJETIVO: Montar um transformador monofásico elementar; identificar os enrolamentos e determinar a relação de transformação.
EXPLICAÇÃO:
O transformador é um equipamento que não realiza conversão de energia, esse dispositivo simplesmente interconecta dois circuitos elétricos distintos, e eletricamente isolados entre si, através de um elo magnético que se estabelece entre as duas bobinas do sistema (uma no circuito primário de entrada e outra no circuito secundário de saída) conforme a corrente do circuito primário gera um fluxo magnético que por sua vez concatena a bobina disposta no outro circuito elétrico, isolado eletricamente do primeiro. Conforme uma tensão alternada é aplicada no circuito primário do transformador e se estabelece o elo magnético entre as duas bobinas, uma tensão secundária é induzida no secundário do
A V V
PRÁTICA N °°°° 04
ASSUNTO: Formas de Onda da Tensão e Corrente.
OBJETIVO: Verificar a forma de onda das tensões primária e secundária e, também, a forma de onda da corrente de excitação.
EXPLICAÇÃO DO PROCEDIMENTO 1: O primeiro circuito é montado com uma fonte de tensão alternada variável ajustada para 150V, um voltímetro em paralelo para monitoramento de tensão, um osciloscópio de dois canais para verificar as formas de onda e um transformador
V
VARIADOR DE TENSÃO
OSCILOSCÓPIO
abaixador sem carga no enrolamento secundário. Deve ser verificado que as formas de onda das tensões primária e secundária são senoidais.
PROCEDIMENTO 1:
a) Aplicar uma tensão suportável pela ponteira do osciloscópio; b) Verificar a forma de onda das tensões primária e secundária.
Cuidado com o ponto comum das ponteiras do osciloscópio
VARIADOR DE TENSÃO
OSCILOSCÓPIO
PRÁTICA N °°°° 05
ASSUNTO: Funcionamento do Transformador Monofásico com Carga.
OBJETIVO: Verificar a queda de tensão no secundário do transformador com o aumento da corrente e, também, a perda de potência no transformador.
EXPLICAÇÃO:
Nesta prática será observado o comportamento do transformador quando alimenta uma carga secundária. Deve-se observar que com o aumento da carga secundária, haverá um aumento na diferença entre a leitura dos wattímetros, pois com o aumento da corrente no circuito maiores serão as perdas no transformador. Outro efeito a ser observado é o aumento da queda de tensão no transformador,
A
V
W1 (^) A2 W
127 V V
observado pela menor leitura na tensão secundária. Isso ocorre, pois o transformador possui uma impedância interna que provoca uma maior queda de tensão com o aumento da corrente. Com a introdução de um capacitor como parte da carga secundária, verifica-se uma melhora na tensão secundária além de uma melhora no fator de potência. Com a introdução de um indutor como parte da carga secundária, verifica- se o contrário, ou seja, uma piora na tensão secundária e uma piora no fator de potência do circuito.
PROCEDIMENTO:
a) Utilizar 5 valores de resistências diferentes; b) Tabular as leituras primárias e secundárias; c) Com os valores da tabela, determinar as impedâncias vistas pela fonte, bem como, os fatores de potência vistos pela fonte para os diversos valores de carga; d) Determinar a perda de potência no transformador em função da carga; e) Ligar um capacitor no secundário e verificar o comportamento da tensão secundária; f) Ligar um indutor no secundário e verificar o comportamento das tensões.
Explicar qual a razão da introdução do capacitor melhorar a tensão enquanto com a introdução do indutor haver uma piora na tensão.
transformador demanda uma corrente de operação que é a corrente primária de operação a vazio. Essa corrente tem um valor muito reduzido em comparação à corrente nominal a qual o dispositivo foi projetado para suportar em situação nominal de operação. Ela é responsável pela criação do elo eletromagnético que existe entre as bobinas dos dois circuitos, devido a alta característica indutiva do circuito, essa corrente se apresenta quase em quadratura (em atraso) em relação ao fasor de tensão aplicada ao circuito primário. Entretanto, há uma componente real na corrente demandada em vazio, apesar do baixo fator de potência em operação em vazio e a corrente demandada não se encontra em um atraso pleno de 90º elétricos em relação ao fasor tensão usado como referência. Isso se deve ao fato de mesmo em vazio, haver alguma potência ativa sendo dissipada no transformador apesar de não haver carga conectada ao mesmo. Essa potência ativa consumida na operação do transformador é equivalente as perdas que ocorrem no núcleo do transformador (desconsiderando o efeito Joule na baixa resistência do circuito primário). Tais perdas são devidas a circulação de correntes parasitas (correntes de Foucault) no núcleo ferromagnético além do efeito de histerese que também se apresenta no núcleo. Nesta prática, são obtidos os parâmetros em paralelo do circuito equivalente do transformador.
PROCEDIMENTO:
a) Realizar o experimento na “mesa de ensaio”; b) Alimentar a baixa tensão com 254 V que é a tensão nomunal do transformador; c) Medir a corrente, a tensão e a potência; d) Determinar gHF e bm.
PRÁTICA N °°°° 07
ASSUNTO: Ensaio do Transformador Monofásico a Plena Carga.
OBJETIVO: Determinar a potência de perdas nos enrolamentos, a queda de tensão interna e os parâmetros do circuito série.
EXPLICAÇÃO:
O ensaio em plena carga tem como principal objetivo obter os parâmetros do circuito equivalente em série do transformador. Para isso é necessário fazer circular pelo transformador a sua corrente nominal. O artifício utilizado para se obter corrente nominal do transformador sem precisar aplicar carga nominal nesse
A
V
VARIADOR^ W DE TENSÃO
ALICATE AMPERÍMETRO
PRÁTICA N °°°° 08
ASSUNTO: Ensaio de Polaridade.
OBJETIVO: Utilização de três métodos práticos para a identificação da polaridade.
Se V = V 1 + V 2 Se V = V 1 - V 2 Polaridade Aditiva Polaridade Subtrativa
MATERIAIS E EQUIPAMENTOS:
EXPLICAÇÃO:
Esse método é de fácil execução desde as tensões utilizadas sejam de baixo valor. Mesmo para transformadores de média tensão é possível a aplicação de valores baixos de tensão nos dois lados dos enrolamentos, mas o ensaio tem que ser realizado por pessoas capacitadas.
V
V1 (^) V
H
H
X
X V
V1 (^) V
H
H
X
X
Deflexão no sentido horário → polaridade subtrativa Deflexão no sentido anti-horário → polaridade aditiva
MATERIAIS E EQUIPAMENTOS:
EXPLICAÇÃO:
Esse método utiliza uma fonte de corrente contínua para ser executado. O reostato está presente para limitar o valor da corrente uma vez que o bobinado não apresenta reatância para a corrente contínua em regime. A resistência do bobinado é muito baixa e, por isso, a necessidade do reostato. A transferência de energia do primário para o secundário só se dará durante os transitórios de subida da corrente e descida da corrente. Por isso, o voltímetro vai defletir em um sentido ao se ligar o circuito e defletirá no sentido oposto ao se desenergizar o circuito. É o sentido da corrente no secundário que definirá se a polaridade do transformador é aditiva ou subtrativa.
Vcc
_
H
H
X
X
_
