1º ensaio Prático de transformadores - estgv

INSTITUTO POLITÉCNICO DE VISEU
ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA
LME - Laboratório de Máquinas Eléctricas
REGRAS DE SEGURANÇA NO LABORATÓRIO
O presente conjunto de regras tem como primeiro objectivo garantir a sua segurança e, em segundo, a
integridade do equipamento que é de todos. Ao longo de todo o trabalho, tenha sempre presente que
A ELECTRICIDADE PODE MATAR!
ANTES DE LIGAR A ALIMENTAÇÃO:
1. Nunca trabalhe sozinho no laboratório.
2. Antes de iniciar a montagem do equipamento necessário, verifique que a alimentação da bancada se encontra
desligada.
Note que existe na bancada um Botão de Emergência e um disjuntor diferencial de corrente alternada.
3. Inspeccione visualmente o material que vai usar; cabos de ligação com o isolamento danificado ou bornes
defeituosos, não devem ser utilizados.
4. Se desconhece a gama de variação das grandezas em jogo (tensões, correntes, potências) seleccione a escala
de leitura mais ampla dos aparelhos de medida.
5. Tenha em atenção, principalmente se está a trabalhar com máquinas em movimento, se os seus cabelos são
longos, prenda-os num "rabo de cavalo", ou se tem roupas largas e “soltas” como por exemplo mangas de camisa
ou uma gravata que estas poderão ficar presas nos veios de transmissão.
6. Mantenha a bancada livre de objectos desnecessários ao seu trabalho tais como cabos de ligação e
equipamento que não foi usado, peças de vestuário, mochilas, etc.
7. Verifique as ligações e certifique-se de que não existem cabos com um terminal desligado.
8. Se estiver a usar um autotransformador directamente ligado à rede, verifique se este se encontra "fechado".
DEPOIS DE LIGAR A ALIMENTAÇÃO:
1. Verifique as escalas de leitura e ajuste-as, se necessário. Repita este procedimento sempre que alterar as
condições do ensaio (variação de carga, tensão de alimentação corrente).
2. Nunca altere as ligações do circuito com a alimentação ligada.
3. Restrinja os seus procedimentos aos indicados no guia de laboratório. As excepções a esta regra devem ser
acompanhadas, pessoalmente, pelo professor da aula.
4. Evite tocar nas partes metálicas dos equipamentos. Caso verifique alguma anomalia, comunique-a ao seu
professor.
5. Respeite os valores nominais dos equipamentos que está a utilizar.
DEPOIS DE DESLIGAR A ALIMENTAÇÃO:
1. Desmonte com cuidado o material utilizado e arrume-o onde o encontrou.
2. Devolva ao professor o material que este, pessoalmente, lhe colocou à disposição.
3. Tenha em atenção que existem componentes que podem apresentar uma diferença de potencial aos seus
terminais, mesmo quando a alimentação já foi desligada (caso dos condensadores).
EM CASO DE ACIDENTE:
1. Mantenha a calma.
2. Não tente socorrer um colega que esteja em contacto com uma tensão; desligue imediatamente o disjuntor.
3. Em caso de incêndio, use os extintores colocados à sua disposição nos corredores junto ao laboratório.
4. Existem no Laboratório caixas de pequenos socorros, para pequenos ferimentos.
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1º Trabalho Prático de Máquinas Eléctricas II
Estudo do transformador
Objectivos Gerais:
Identificar e reconhecer transformadores de potência, formas de ligação, determinar polaridades, realizar
ensaios básicos (em vazio, com diversos tipos de carga e em curto-circuito) para determinar as suas
características, ligação em paralelo de transformadores (monofásicos e trifásicos)
Conceitos Envolvidos:
Relações de transformação de tensão, de intensidade, de impedância e de espiras. Corrente de
magnetização, Perdas no ferro (histerese e correntes de Foucault), Perdas no cobre, Queda de tensão em função
do tipo de carga. Factor de potência (em vazio, em carga e curto-circuito) rendimento. Ligações trifásicas de
transformadores (Estrela; Triângulo; Zig-Zag)
Transformador de isolamento monofásico
1.1 - Transformação de tensão para várias tensões de entrada: U2, U3, U23 = f (U1)
Objectivos específicos
* Compreender o funcionamento do transformador monofásico;
* Aprender e ficar apto para identificar as diferentes designações das ligações do primário e do secundário;
* Ter conhecimento sobre o comportamento do transformador em vazio;
* Familiarizar-se com a relação de transformação de tensão;
* Ser capaz de encontrar a relação de transformação nominal;
* Ser capaz de definir as tensões nominais;
* Investigar os possíveis desfasamentos entre as tensões de entrada e de saída;
* Familiarizar-se com os perigos do manuseamento de um transformador em vazio, ligado a uma tensão
excessivamente alta;
Equipamento necessário
→ 1 Fonte de alimentação monofásica (variável)
→ 1 Transformador monofásico
→ 1 Voltímetro
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Procedimento
1.
2.
3.
4.
Ligue o circuito de acordo com o esquema da
figura ao lado:
Ligue a fonte de alimentação e ajuste a
tensão da fonte para o valor nominal do
transformador (220 V)
Meça e anote na tabela as tensões de
entrada e de saída do transformador,
utilizando sempre o mesmo aparelho
para evitar possíveis erros de
medida.
Calcule a razão de transformação do
transformador.
Fonte de
Alimentação
variável
Transformador
Tabela 1
Transformador monofásico de isolamento
N2
U1 [V]
U2 [V]
N1/N2
N1
U1/U2
N1
N3
U1 [V]
U3 [V]
N1/N3
U1/U3
N1
N23
U1 [V]
U23 [V]
N1/N23
U1/U23
5.
6.
Qual a corrente de vazio do transformador? Calcule a impedância do transformador em vazio.
Varie o nível de tensão na entrada (U1) desde o vazio até à plena carga segundo a tabela 2 e
preencha-a com os valores em falta.
Tabela 2
N1
390
7.
8.
Transformador monofásico de isolamento
N2=N3
N23
U1 [V]
U2 [V]
U3 [V]
205
410
U23 [V]
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
Esboce num gráfico as curvas de U2 e U23, e descreva como variam estas tensões em função de U1.
Analise o gráfico e descreva o que acontece à tensão secundária quando se duplica a tensão de
entrada. Este comportamento depende da razão de espiras?
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1.2 – Determinação de polaridades
Num transformador, terminais de igual polaridade são aqueles que perante um fluxo comum apresentam
simultaneamente a mesma tensão. Quer dizer, se se designar por A e B os terminais do enrolamento primário e
por a’ e b’ os terminais do enrolamento secundário, diz-se que A e a’ têm a mesma polaridade se se verifica que
ao aplicar mais tensão ao terminal A que B, se obtém mais tensão em a’ que em b’
Os terminais de igual polaridade podem-se determinar medindo três tensões,
conforme esquematizado na figura, e em que os terminais B e b’ estão conectados
V3
em curto circuito.
a’
A
V1
V2
Procedimento
B
b’
Ligue o circuito conforme esquematizado (curto-circuitando B com b’)
Alimente o transformador em vazio com uma tensão igual ou inferior à nominal e
se se verificar que:
•
V3 = V1 + V2
então b’ tem a mesma polaridade de A
•
V3 = V1 – V2
então b’ tem a mesma polaridade de B
Uma vez finalizada a medida reduza a zero a tensão da fonte e desligue a alimentação do circuito.
Registe as polaridades encontradas. Porque razão, em regra, não é necessário saber as polaridades dos
enrolamentos? Em que situação é que esta informação se pode tornar relevante?