Eletrotecnia Aplicada Transformadores (parte 3) Engenharia Eletrotécnica e de Computadores ( )

Transcrição

1 Eletrotecni Aplicd Trnsformdores (prte 3) Engenhri Eletrotécnic e de Computdores ( )

2 Determinção dos prâmetros do trnsformdor Teste em circuito berto Condições: 1 enrolmento em berto sendo plicd tensão de especificção o outro enrolmento (o de mis bix tensão). oc A mede corrente do primário. V mede. V oc c φ oc V oc W mede P oc [ Voc * oc ] Vococ cosφoc Re m oc S potênci prente S V oc oc oc φ oc cos 1 P S oc oc

3 Determinção dos prâmetros do trnsformdor Teste em circuito berto c oc m oc R X cl ml V oc c V cosφ sinφ oc m oc oc c V oc φ oc m oc 3

4 Determinção dos prâmetros do trnsformdor Teste em curto circuito 1º Ajustr tensão de entrd, de modo que corrente de entrd sej igul á ds especificções. º O curto circuito à síd implic que potênci de síd sej zero, potênci à entrd do trnsformdor deve ser muito bix. 3º A tensão de entrd tmbém é muito bix por isso impedânci e retânci do núcleo podem ser desprezds. 4

5 Determinção dos prâmetros do trnsformdor Teste em curto circuito A lê sc V lê V sc W lê P sc X R eh Z eh eh P V Z sc sc sc sc eh Resistênci equivlente vist do ldo d lt tensão. mpedânci equivlente vist do ldo d lt tensão R eh R X eh eh R X H H + + R L X L Resistênci e indutânci do ldo do trnsformdor de bix tensão. i H R H i L Critério de desenho ótimo R L 5

6 Critério de eficiênci máxim Circuito equivlente proximdo visto do primário η P P in out Blnço de potênci do circuito P in V p cosθ + Pm + Re p 1 Potênci dissipd n crg Potênci dissipd no núcleo, considerd constnte. Pode ser minimizd por fbricção e dicionlmente o fluxo mgnético não vri substncilmente com lterções do vlor d crg. Potênci dissipd n bobine (no cobre). 6

7 Critério de eficiênci máxim η Eficiênci P P o in V p V p cosθ cosθ + P m + p R e1 O único prâmetro que vri com crg é p. Derivndo eficiênci em ordem p e igulndo zero obtém-se: p R P pη e1 m P R m e1 Ou sej eficiênci é máxim pr um corrente do primário pη, tl que potênci dissipd n resistênci R e1 pr ess corrente é igul à potênci dissipd no núcleo. Corrente no primário pr crg complet pfl P pη pfl R m pfl e1 pfl P P m cufl Pcufl Perd do cobre à crg complet. 7

8 Ligção dos enrolmentos de um trnsformdor em série e em prlelo 8

9 Um trnsformdor de 10 VA, tensão primári de 115V, tem dois enrolmentos secundários de 6.3 V e 5 V, com impedâncis de 0. Ω e 0.15 Ω respetivmente. Clcule: ) A corrente nominl do secundário qundo os secundários de bix tensão são ligdos em série, com som de tensões. b) A corrente nos enrolmentos do secundário qundo esses são ligdos em prlelo. Clcule % de sobrecrg produzid. 9

10 Norm interncionl de identificção de fses O observdor coloc-se no ldo de ALTA TENSÃO. Mrcr os terminis de lt tensão ldo direito H 1 e ldo esquerdo H. Os terminis de bix tensão mrcds com X 1 e X, pós relizção do teste de polridde instntâne. Aplicr tensão d ordem de 10% do vlor d tensão nominl no ldo de lt tensão (V 1 ). Confirmr leitur de tensão do ldo de bix tensão, conforme relção de trnsformção (V ). VV1-E V1 V1 E V 10

11 Norm interncionl de identificção de fses O observdor coloc-se de frente pr o ldo de ALTA TENSÃO. Mrcr os terminis de lt tensão ldo direito H 1 e ldo esquerdo H. Os terminis de bix tensão mrcds com X 1 e X, pós relizção do teste de polridde instntâne. Aplicr tensão d ordem de 10% do vlor d tensão nominl no ldo de lt tensão (V 1 ). Confirmr leitur de tensão do ldo de bix tensão, conforme relção de trnsformção (V ). 11

12 Auto-trnsformdor Acoplmento elétrico entre os enrolmentos grnte trnsferênci de energi do primário pr o secundário, trnsferênci de energi por condução. Acoplmento mgnético grnte trnsferênci de energi por indução. Desvntgem: não há isolmento elétrico entre o primário e o secundário. 1

13 13 T N N N E E E V V E E V E E V ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ Rzão do uto-trnsformdor ( ) N N N Trnsformdor idel T N N N Potênci prente fornecid à crg in T T o S V V V S Auto-trnsformdor

14 Auto-trnsformdor: nálise de potênci V 1 S o V T 1 V1 1 T S in V V, T 1 ( + 1) e S o S o V ( + ) 1 1 V Potênci prente fornecid por um trnsformdor de enrolmentos. A potênci prente fornecid por um uto-trnsformdor é sempre superior à potênci prente fornecid por um trnsformdor de enrolmentos. 14

15 Configurções de uto-trnsformdores 15

16 Configurções de uto-trnsformdores Considere o trnsformdor monofásico de enrolmentos: V1400 V; V40 V; So4 kva; Clcule pr s 4 configurções: ) Tensão do primário. b) Tensão do secundário. c) Rzão de trnsformção. d) Especificções do utotrnsformdor. 16

17 Auto-trnsformdor não idel 17

18 Auto-trnsformdor não idel 18

19 19

20 Trnsformdor trifásico Configurção em núcleo 0

21 Trnsformdor trifásico Configurção em conch Configurção mis eficiente, já que fornece um percurso exterior pr 3ª hrmónic gerd em fse pelos 3 enrolmentos. 1

22 Ligção estrel-estrel Acesso o neutro quer do ldo do gerdor quer do ldo d crg. Trnsformdor oper normlmente n zon não liner por isso embor com 10º de desfsmento s f.e.m estão distorcids e su som não é zero. Funcionmento ceitável sem ponto neutro ligdo à terr só qundo s crgs são equilibrds.

23 Ligção tringulo-tringulo Vntgem: mesmo qundo crg não é equilibrd s tensões de fse mntêm-se substncilmente constntes. Desvntgens: -não tem ponto neutro; -difícil de isolr. 3

24 Ligção estrel-tringulo Configurção proprid pr plicções step-down; As tensões e correntes do primário estão desfsds ds do secundário. O efeito d distorção é tenudo reltivmente à configurção estrel-estrel. A distorção no primário ger um corrente circulnte no secundário que tende minimizr distorção. 4

25 Ligção tringulo-estrel Est configurção suport quer crgs monofásics como trifásics. Sendo normlmente utilizd um 4º fio ligdo o neutro. 5

26 Análise de trnsformdores trifásicos Aplicr s mesms regrs de trnsformção de tringulo pr estrel ˆ Z Y ˆ Z 3 ˆ Vˆ l Vn 30º 3 ± Sinl negtivo, sequênci de fses positiv. Sinl positivo, sequênci de fses negtiv. 6

27 Trnsformdores de corrente constnte Trnsformdores de tensão, tensão n crg é mntid prticmente constnte. O ponto de funcionmento é logo cim do joelho d curv de mgnetizção, que é um zon de lt permebilidde e bixo custo opercionl. Tent-se evitr s fugs do fluxo colocndo os enrolmento um por cim do outro. B µh Trnsformdor de corrente, desenhdo pr mnter corrente d crg enqunto tensão vri. Funcion n região de sturção, zon de bix permebilidde e present elevds perds de fluxo. 7

28 Trnsformdores de corrente constnte -Secundário móvel. -Enrolmento qundo percorrido por um corrente presenç de um cmpo mgnético fic submetido um forç. -Os enrolmentos funcionm como dois mgnetes com igul polridde repelindo-se um o outro. R diminui -Corrente que pss por R ument. -Corrente no 1º tmbém ument. -fmmn ument fzendo com que cd enrolmento funcione como um mgnete ind mis forte umentndo forç de repulsão. -Qundo o º se fst o fluxo encdedo nele diminui, resultndo num diminuiço d fem. 8

29 Trnsformdores de instrumentção de corrente Permitem medir correntes e tensões elevds com segurnç. Trnsformdor de corrente ) Trt-se de um trnsformdor step-up, tensão no secundário tom vlores mis elevdos enqunto os vlores d corrente diminuem. 9

30 Trnsformdores de instrumentção Trnsformdor de tensão 30