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Levantamento de Parâmetros de um transformador Quadripolo: Aplicação com Transformadores No ensaio realizado para obter os parâmetros do transformador aplica-se a metodologia para levantamento dos dados de um quadripolo. Com uma tensão aplicada no primário, fazemos medições : secundário aberto(Is=0, mede-se Vs) secundário em curto-circuito(Vs=0, mede-se Is). 1- Modelo do Transformador Um pequeno percentual do fluxo magnético dos enrolamentos, indicados por Xp e Xs, são dispersos, i.e.,não passam pelo núcleo magnético do transformador. Este transformador pode ser modelado por um circuito indicando a impedância dos enrolamentos e a impedância que representa as perdas magnéticas no núcleo. Figura 1 Temos: • rp = impedância do enrolamento primário • rs = impedância do enrolamento secundário • Xp = reatância de dispersão do enrolamento primário • Xs = reatância de dispersão do enrolamento secundário • R = resistência que representa as perdas por histerese e por correntes de Foulcaut • Xm = reatância de magnetização 2 – OBTENÇÃO DOS PARÂMETROS DO TRANSFORMADOR Os parâmetros do transformador podem ser obtidos mediante ensaio, que remetem ao estudo de quadripolos. Estes ensaios são denominados de: 1 – ensaio com secundário aberto . 2 – ensaio de curto-circuito. Para realizar estes ensaios deve-se considerar: o valor da tensão em cada enrolamento do transformador; o valor da corrente que cada enrolamento suporta; que os valores de R e Xm são muito acima dos valores das reatâncias e resistências dos enrolamentos. 2.1 – Medições dos parâmetros dos enrolamentos Os valores de rp e rs podem ser obtidos usando-se uma fonte de cc, conforme esquema da Figura 2. Figura 2 - Esquema para medição de rp e circuito equivalente da medição MEDIDAS Vcc = 1,5V Icc = 1,75A rp = V/I= 0,86Ω (rp=rs=0,86Ω) Observe que, em cc, as reatâncias podem ser consideradas iguais a zero. Neste caso obtemos o valor de rp. Esquema similar pode ser realizado para obter rs. 2.2 – Ensaio com secundário aberto Medidas realizadas: tensão, corrente e potência no primário; tensão no secundário. Figura 3 - Esquema para ensaio com secundário aberto e circuito equivalente MEDIDAS Vp =100V Ip = 0,15 A P = 9 W Vs =100 V A impedância total, obtida a partir das medições é: Z = Vp / Ip (obtem-se módulo, sem o ângulo) = 100/0,15=666,7 Ω Como R e Xm tem valor muito acima de rp, xp, rs, xs pode ser aplicado para obtenção de R e de Xm. R = V2 / P = (100*100)/9= 1111,1 Ω Sendo P = R.Ir2, o valor de Ir será: Ir = ( P / R.)1/2 = √9/1111,1=0,09 A A corrente total (Ip) tem uma componente resistiva e uma componente reativa, indicada pelo d Pelo Diagrama: angulo Ø cos Ø=Ir/Ip=0,09/0,15=0,6 angulo Ø=53 graus Podemos obter o valor da corrente Ix e do ângulo φ Ip = Ir + Ix Ix=0,12/-90 A Resultados: Ip = 0,15 A Ir = 0,09 A Ix = 0,12 A R = 1111.1 Ω Xm = V/Ix=100/0,12=j833,3 Ω φ = 53 2.3 – Ensaio com secundário em curto-circuito O esquema para realização deste ensaio está indicado na figura abaixo. Como R e Xm tem valor muito acima de rp, xp, rs, xs o circuito equivalente fica restrito aos elementos série rp, xp, rs, xs. Figura 4 MEDIDAS Vp =8,5V Ip =4,5A Is =4,5A P =30W Impedância total para o esquema da figura 5: Z = Vp / Ip = 1,89 Ω P = VI cos φ 30=8,5*4,5 cos φ cos φ=0,788 φ = 38 graus Os valores de rp e rs já foram obtidos. Então, os valores para Xp e Xs: Z= 1,89/38 e Z=1,48+j 1,16 Xp =j0,58 Ω e Xs =j0,58 Ω
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