Força no entreferro - udesc

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS – CCT
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA - DEE
LABORATÓRIO DE CONVERSÃO ELETROMECÂNICA DE
ENERGIA
Experimento 2 – Parte 1 - Determinação da polaridade de transformadores
1. OBJETIVO
Verificação experimental da marcação da polaridade dos terminais dos enrolamentos de transformadores,
indicando quais são positivos e negativos em determinado instante. Dessa forma, verifica-se a relação entre os
sentidos momentâneos da f.e.m. nesses enrolamentos.









2. MATERIAIS UTILIZADO
3 transformadores monofásicos
1 fonte de corrente contínua
1 amperímetro analógico
1 reostato trifásico
1 motor de indução trifásico
2 voltímetro digital
2 amperímetros
2 wattímetros
1 carga resistiva trifásica de 135Ω
3. PARTE TEÓRICA
a. Convenções adotadas
Define-se inicialmente as convenções adotadas para os terminais de alta tensão (A.T.) e baixa tensão
(B.T.), em relação às polaridades aditiva e subtrativa:
Figura 1 – Autotransformador com polaridade
subtrativa.
Figura 2 – Autotransformador com polaridade aditiva.
Quando os terminais H1 e X1 estão adjacentes (Figura 1), a polaridade do transformador é subtrativa;
quando os terminais H1 e X1 estão dispostos na diagonal (Figura 2), a polaridade é aditiva.
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b. Métodos para a determinação da polaridade de transformadores
i) Método do golpe indutivo com corrente contínua
 Alimenta-se o transformador pelo enrolamento de tensão superior com uma fonte C.C. de forma
a se obter deflexão positiva no mesmo. Em seguida, transfere-se a medida para cada terminal
imediatamente oposto, conforme mostra a Figura 3.
 Desliga-se a chave "s"e observa-se a deflexão:
o Se for no mesmo sentido, a polaridade é aditiva;
o Se for em sentido contrário, a polaridade é subtrativa.
Figura 3 – Método do golpe indutivo.
ii) Método pelo emprego de corrente alternada
Liga-se entre si dois terminais adjacentes (superior e inferior). Aplicando-se uma tensão alternada
conveniente aos terminais de tensão superior, lê-se as indicações de um voltímetro, ligado primeiramente entre
os terminais de tensão superior e depois entre os terminais adjacentes:

Se V1 > V2, a polaridade é subtrativa;

Se V1 < V2, a polaridade é aditiva.
Figura 4 – Método da corrente alternada.
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iii) Medida através do osciloscópio
Liga-se os canais do osciloscópio nos terminais de A.T. e B.T. e verifica-se a forma dos sinais resultantes:

Sinais sem defasagem: polaridade subtrativa;

Sinais com defasagem de 180o polaridade aditiva.
4. PROCEDIMENTO PRÁTICO
a)
Determinar a polaridade de um transformador monofásico de 0.5 kVA, 220-110 V, 60Hz, usando os
métodos do golpe indutivo e da corrente alternada. Verificar a consistência dos resultados.
b) Conecte um motor trifásico
a)
b)
c)
d)
e)
f)
5. QUESTÕES
Qual a relação da polaridade magnética com os autotransformadores?
Em quanto aumenta a potência ao configurar um transformador (do item I) como autotransformador?
Quais ensaios devemos realizar ao conectar um motor trifásico?
O que ocorre num motor trifásico quando a polaridade no transformador é invertida?
Qual tipo de ensaio é mais adequado para determinar a polaridade dos transformadores de medição numa
subestação?
Por que é importante que os TC (transformadores de corrente) e TP (transformadores de potencial) tenham
sua polaridade certa?
Experimento 2 – Parte 2 – Formação de um transformador trifásico
Com as polaridades definidas na primeira parte do experimento, montar o banco de transformadores
segundo as ligações da Tabela I. Calcule as tensões, correntes e potências antes de ligar os transformadores. A
carga consiste numa conexão de 3 resistores em estrela (Y) de 135Ω.
Tabela I – Dados experimentais de tensão, corrente e potência com diferentes ligações.
Y-y
VL1
Vf1
IL1
P1
VL2
Vf2
IL2
P2
Teor
380
220
190
110
Exp
Y-d
Teor
Exp
VL1
Vf1
IL1
P1
VL2
3/7
Vf2
IL2
P2
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D-y
Teor
Exp
VL1
Vf1
IL1
P1
VL2
Vf2
IL2
P2
D-d
Teor
Exp
VL1
Vf1
IL1
P1
VL2
Vf2
IL2
P2
V-V
Teor
Exp
VL1
Vf1
IL1
P1
VL2
Vf2
IL2
P2
A polaridade de um transformador está relacionada ao sentido de enrolamento das bobinas, e esta pode ser
aditiva ou subtrativa.
Já o defasamento angular está relacionado ao tipo de ligação trifásica do transformador que pode ser ∆ -Y
ou Z.
6. QUESTÕES
a) Pesquisar na literatura sobre as diferenças das ligações  e VV. Qual a potência fornecida pelos dois
transformadores no caso da ligação em delta aberto?
b) Apresentar os diagramas fasoriais das tensões e correntes de linha para a ligação Y. para a carga delta
onde cada resistor tem aproximadamente 135Ω.
c) Para que serve a ligação Zig-Zag?
d) Explique como se produz um desfasamento na ligação entre estrela-estrela e estrela- delta (use fasores).
e) Interprete o diagrama fasorial Dyn1 (ver Tabela II).
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7. MATERIAL DE APOIO
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Tabela II – Esquema de ligações para banco de transforamdores.
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8.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
AVALIAÇÃO
(1,0) Presença
(2,0) Experimento polaridade
(2,0) Questões polaridade
(2,0) Experimento banco trifásico
(2,0) Questões banco trifásico.
(1,0) Relatório
7/7