UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTINFACULTAD DE INGENIERÍA DE PRODUCCION Y SERVICIOS PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA CURSO: LABORATORIO DE MAQUINAS ELÉCTRICAS 1 GUÍA DE LABORATORIO N° 7 EL TRANSFORMADOR DE POTENCIA MONOFÁSICO CONECTADO COMO AUTOTRANSFORMADOR 1.- OBJETIVO: mediante ensayos de un transformador conectado como autotransformador determinar el circuito equivalente y los nuevos parámetros. Verificación de la potencia según sea su conexión. 2.- MARCO TEORICO: AUTOTRANSFORMADOR ESQUEMA DE CONEXIÓN DE UN AUTOTRANSFORMADOR. Un autotransformador es una máquina eléctrica, de construcción y características similares a las de un transformador, pero que a diferencia de éste, sólo posee un único devanado alrededor de un núcleo ferromagnético. Dicho devanado debe tener al menos tres puntos de conexión eléctrica; la fuente de tensión y la carga se conectan a dos de las tomas, mientras que una toma (la del extremo del devanado) es una conexión común a ambos circuitos eléctricos (fuente y carga). Cada toma corresponde a una tensión diferente de la fuente (o de la carga, dependiendo del caso). En un autotransformador, la porción común (llamada por ello "devanado común") del devanado único actúa como parte tanto del devanado "primario" como del "secundario". La porción restante del devanado recibe el nombre de "devanado serie" y es la que las definiciones de primario y secundario son: : Tensión en el devanado primario : Corriente en el devanado primario : Tensión en el devanado secundario : Corriente en el devanado secundario Al conectarlo como autotransformador. OPERACION Construcción de un autotransformador a partir de un transformador. En un transformador. un transformador incrementa su capacidad de transferir potencia al ser conectado como autotransformador. un autotransformador resulta en un aparato más compacto (y a menudo más económico) que un transformador de la misma potencia y tensiones nominales.proporciona la diferencia de tensión entre ambos circuitos. se observa que se cumplen las siguientes relaciones: Pero: . Por esta razón. La transferencia de potencia entre dos circuitos conectados a un autotransformador ocurre a través de dos fenómenos: el acoplamiento magnético (como en un transformador común) y la conexión galvánica (a través de la toma común) entre los dos circuitos. mediante la adición en serie (de allí su nombre) con la tensión del devanado común. De igual manera. hay que redefinir primario y secundario como: : Tensión en el primario (devanado serie + común) : Tensión en el secundario (devanado común) : Corriente en el primario (devanado serie + común) : Corriente en el secundario (devanado común) Comparando ambas posibilidades de conexión. La implicación directa de esta deducción matemática es que para transferir la misma cantidad de potencia entre dos circuitos. La potencia al conectarlo como autotransformador es: O bien. un autotransformador es de menor tamaño que un transformador equivalente. este aumenta su capacidad para transferir potencia en una proporción determinada por la relación de transformación de la conexión como transformador. se obtiene: Por lo tanto. Despreciando la rama en paralelo: Con respecto a la potencia. FUNCIONAMIENTO . si se sustituyen los valores y se agrupa correctamente. despreciando las pérdidas. para el transformador se cumple que: O bien. despreciando las pérdidas. al conectar un transformador como autotransformador. Para reducir al mínimo las pérdidas en el núcleo debidas a corrientes de Foucault y a la histéresis magnética. La relación de transformación de un autotransformador es la relación entre el número de vueltas del devanado completo (serie + común) y el número de vueltas del devanado común.Al igual que los transformadores. X. se suele utilizar acero eléctrico. Conductores varios.ACTIVIDADES: a) Verificación De La Polaridad Del Transformador: Conectar el circuito como se muestra en la figura 1 y las tensiones que nos indica el voltímetro puede ser aditiva y sustractiva. la porción del devanado que se utiliza sólo para el circuito de alta tensión se puede fabricar con alambre de menor calibre (puesto que requiere menos corriente) que la porción del devanado común a ambos circuitos. 01 Autotransformador variable de 0 – 240V. 60Hz. laminado en finas chapas que luego se apilan y compactan. Si X. donde la permeabilidad magnética es mayor. 4. con una toma en la mitad del devanado se puede obtener una tensión de salida (en el devanado "común") igual a la mitad del de la fuente (o viceversa). Dependiendo de la aplicación. de esta manera la máquina resultante es aún más económica. Y conectados y el voltímetro indica (𝑈1 − 𝑈2 ) son de la misma polaridad. 3. 220/110V 60Hz.. Figura 1 . 02 Multímetro. Por ejemplo. 01 Vatímetros. los autotransformadores funcionan basados en el principio de campos magnéticos variantes en el tiempo. Y conectados el voltímetro indicara: (𝑈1 + 𝑈2 ) son de polaridad opuesta. por lo que no pueden ser utilizados en circuitos de corriente continua. Las láminas del núcleo así construido se orientan haciendo coincidir la dirección del flujo magnético con la dirección de laminación.ELEMENTOS A UTILIZAR: 01 Transformador de potencia monofásica de 100VA.. Figura 3.u)(Ω) 11.9 7. Figura 2. . 𝑃𝑐𝑐 (W) 𝑉𝑐𝑐 (V) 𝐼𝑐𝑐 (A) 𝑍𝑐𝑐 (Ω) 𝑍𝑐𝑐 (p.3 2. Determinar la potencia de ganancia para ambas conexiones.7 3.33 c) Realizar las conexiones posibles como autotransformador según la figura 3 elevadores: 220/330V y 110/330V.b) Impedancia De Corto Circuito Como Transformador: Realizamos la prueba de corto circuito tomando un solo valor de corriente nominal y podemos calcular la impedancia de corto circuito como transformador figura 2. 8 4.u) (Ω) 13 8.795 𝑷𝑪𝑪𝒃 (W) 𝑽𝑪𝑪𝒃 (V) 𝑰𝑪𝑪𝒃 (A) 𝒁𝑪𝑪𝒃 (p.9 1.. 𝑺𝒃 (𝒔𝒂𝒍𝒊𝒅𝒂) 558.u)(Ω) 14.CUESTIONARIO Un transformador y un autotransformador de potencias nominales y tensiones iguales. 5. Las impedancias de cortocircuito en conexión aditiva y en conexión sustractiva son iguales? ¿por qué? No son iguales por que para el primer caso la tensión de los devanados es sustractiva mientras que para el segundo caso la tensión en los devanados es aditiva ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de usar un transformador versus un autotransformador? . Registrando la tensión de corto circuito 𝑈𝑐𝑐 .706 e) Medir la corriente en el Puente de cortocircuito de la bobina de 110 para ambas polarizaciones. un autotransformador resulta en un aparato más compacto (y a menudo más económico) que un transformador de la misma potencia y tensiones nominales. Que tiene menos costo y por qué? Al tener un solo devanado para le primario y el secundario un autotransformador es mas barato que un transformador convencional y ademas tienes menos perdidas esto es mejor rendimiento Un autotransformador ocurre a través de dos fenómenos: el acoplamiento magnético (como en un transformador común) y la conexión galvánica (a través de la toma común) entre los dos circuitos.6W d) Impedancia De Corto Circuito Como Autotransformador: Realizar la prueba de corto circuito del autotransformador por el lado AT y cortocircuitando el lado de baja. un transformador incrementa su capacidad de transferir potencia al ser conectado como autotransformador. 𝑷𝑪𝑪𝒂 (W) 𝑽𝑪𝑪𝒂 (V) 𝑰𝑪𝑪𝒂 (A) 𝒁𝑪𝑪𝒂 (p.4 8. ¿Cuál cree Ud.7 4. para ambas conexiones del autotransformador a y b de la figura anterior. De igual manera.0 1. Por esta razón. corriente nominal 𝐼𝑛 y la potencia de perdidas 𝑃𝑐𝑢 de la figura 4. este aumenta su capacidad para transferir potencia en una proporción determinada por la relación de transformación de la conexión como transformador. Las ventajas de este circuito (autotransformador) con respecto a los transformadores de los devanados son: Entrega más potencia que el transformador de 2 devanados que tenga las mismas especificaciones técnicas. 6.ingenieria. Vemos que las impedancias de corto circuito del autotransformador son diferente de las conexiones de las bobinas sea aditiva o reductora. Darío Biella – Bianchi http://es. Al conectar un transformador como autotransformador. Para especificaciones a potencias similares el autotransformador es más eficiente que el transformador del devanado El autotransformador requiere una corriente de excitación más baja que un transformador de 2 devanados para establecer el mismo flujo magnético en el núcleo.6A que es lo máximo que puede aguantar el bobinado de 220V para no quemarlo.. Para realizar la práctica del transformador conectado como autotransformador se tuvo que tener en cuenta la corriente nominal menor del bobinado que en este caso era de 1.de.energetica/PDFs/autotransforma dores. Observamos que la impedancia en corto circuito del transformador monofásico es diferente al del autotransformador. 7.org/wiki/auotransformador#.6A era la corriente máxima que pasaba en el bobinado primario.BIBLIOGRAFÍA: Libro de máquinas eléctricas 1 autor Ing.wikipedia. Para la conexión de los bobinados en serie del transformador como autotransformador se tuvo que verificar la polaridad del transformador./departamento.6A pero para el bobinado de 110 es de 3. http://udc..electrica. ¿Cuáles son las previsiones que se deben tomar cuando un transformador de potencia se quiere trabajar como autotransformador? La previsión que se debería tomar es la corriente de entrada que para este caso tenemos un transformador de 350VA entonces la corriente nominal en el bobinado de 220 sería de 1.y.OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES: Se realizó la práctica de forma ordenada y sin problemas y con los resultados esperados por lo tanto fue exitosa. .18A entonces si lo conectamos en serie los bobinados la máxima corriente que pasaría seria 1.