Transformador Real - Circuito Equivalente e Perdas - Maquinas Eletricas

PONTÍFICIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS IPUC Departamento de Engenharia Elétrica MÁQUINAS ELÉTRICAS I MÁQUINAS ELÉTRICAS I Transformador real Transformador real 2º Semestre de 2022 2º Semestre de 2022 Profª Joana Profª Joana TRANSFORMADOR REAL Neste caso vamos considerar as seguintes condições Existe fluxo de dispersão φd1 como mostrado na figura fechando no ar que envolve o primário A maior parte do fluxo φm produzido pelo primário irá enlaçar a bobina secundária e produzir nela uma tensão induzida e12 Esse fluxo φm chamase fluxo mútuo As bobinas tanto do primário quanto do secundário apesar de serem enroladas em cobre ou alumínio apresentam sempre alguma resistência ôhmica Vamos então considerar R1 para o primário e R2 para o secundário Vamos considerar que o transformador apresenta perdas por histerese e Focault no núcleo e perdas por Joule nos enrolamentos Em um transformador real existem dois fluxos um principal que caminha no circuito magnético e outro que extravia lateralmente às bobinas o fluxo disperso Circuito Equivalente do transformador R1 resistência ôhmica do enrolamento primário Xd1 reatância de dispersão do enrolamento primário Rhf resistência ôhmica do núcleo Xm reatância de magnetização do núcleo R2 resistência ôhmica do enrolamento secundário Xd2 reatância de dispersão do enrolamento secundário Io Corrente de Excitação Z1 R1 jXd1 Impedancia interna do primário Z2 R2 jXd2 Impedancia interna do secundário Então ΔV1 Z1I1 e1 V1 ΔV1 e1 V1 ΔV2 Z2I2 e2 V2 ΔV2 e2 V2 Circuito Equivalente Referido ou refletido ao primário I0 é denominada corrente de excitação Esta corrente alimenta dois trechos em paralelo formados pela resistência Rhf e pela reatância pura Xm A resistência Rhf percorrida pela corrente Ihf denominada corrente de perdas representa a conversão em calor das perdas por histerese e Foulcaut no núcleo a2 R2 resistência do secundário refletida para o primário a2 Xd2 reatância de dispersão do secundário refletida para o primário a2 Zc impedância da carga refletida para o primário Diagrama Fasorial do Transformador Real à vazio Ensaios de rotina em transformadores elétricos Resistência elétrica dos enrolamentos Verificar se não há irregularidades nos enrolamentos contatos soldas etc Relação de tensões Verificar se não há irregularidades nos enrolamentos quanto ao número de espiras Resistência de isolamento Verificar a isolação entre enrolamentos e terra para atestar a secagem da parte ativa Polaridade Verificar se o sentido dos enrolamentos está correto Deslocamento angular e sequência de fase Verificar se a conexão dos enrolamentos está correta de acordo com o diagrama fasorial Perdas em vazio e corrente de excitação Verificar perdas no ferro e corrente de magnetização do núcleo Perdas em carga e Impedância de curto circuito Verificar perdas nos enrolamentos e o valor da impedância de curto circuito Tensão aplicada 75 para transformadores usados e reparados Verificar se as isolações entre enrolamentos e terra suportam as tensões especificadas de testes de acordo com o nível de isolamento dos enrolamentos Tensão induzida 75 para transformadores usados ou reparados Verificar as isolações entre espiras do próprio enrolamento Determinação do fator de potência FP EXEMPLO Um transformador monofásico de 50kVA 2400240V 60Hz apresenta R102 Ω R2002Ω I02 da corrente nominal Xd1 03Ω Xd2003Ω PHF40W Pedese a Representar o circuito elétrico do transformador b Calcular e representar o circuito equivalente em vazio referido ao lado de 2400V c Determinar a potência aparente em vazio d Determinar o fator de potencia em vazio e Calcular a corrente de perdas no núcleo e a corrente de magnetização f Calcular a resistência representativa das perdas no núcleo g Calcular a reatância de magnetização