Trabalho Computacional sobre transformador

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UNIVERSIDADE DA INTEGRAÇÃO INTERNACIONAL DA LUSOFONIA AFRO-BRASILEIRA
INSTITUTO DA ENGENHARIA E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL-IEDS
ENGENHARIA DE ENERGIAS
CONVERSÃO ELETROMECÂNICA 
DOCENTE: HUMBERTO ICARO PINTO FONTINELE
DISCENTE: YANICK RODOLFO GOMES
PROBLEMA COMPUTACIONAL DA CONVERSÃO ELETROMECANICA DO EXERCICIO 2.18 DO CAPITULO DO TRANSFORMADORES
ACARAPE/CE
OUTUBRO DE 2018
Introdução
Objetivo
escrever um codigo em liguagem de programação para determinar rendimento e regulçao de tensão.
Metodologia
Usou-se programa eclipse liguagem java para desenvolver os codigos para determinar o rendimento e regulação de tensão, também recorreu-se aos exemplos resolvidos no livros com codigo em matlab.
Resultado e discussão
O script desenvolvido para exercício citado em cima, foi desenvolvida em Eclipse Java. 
 Com conhecimentos adiquiridos perante aula de conversão eletromecanismo desenvolveu-se o problema teoricamente e organizou-se as equações duma forma explicita, em seguida, da mesma forma como resolveu teoricamente desenvolveu-se no progrma, inciou-se a definir classes e os parametros dados no problema como está ilustrada na na figura abaixo.
	package programa;
import java.util.Scanner;
public class Yanicktransformadores {
public static void main(String[] args) {
// declaração dos parametros dados no questionário
// paramentros do transformador
 double R1=5.93,X1=43.2;
 double R2=3.39,X2=40.6;
 double Rc=244000,Xm=114000;
// Tensao no primario e no secundario respectivamente
 double V1= 240, V2= 7970;
 double a= (V1/V2);
 // potencia aparente 
		 
 double VI= 75000;
 double I1=(VI/V1);
 double I2=a*I1;
// declarção de fator de potencia e ângulo
Scanner entrada=new Scanner (System.in);
 double Fp;
 	int n;
 double Ang;
			
			
System.out.print(" Por favor informe o factor de potencia :\n");
 Fp=entrada.nextDouble();
// fator de potencia deve estar entre 1 e 0
 if (Fp>0&&Fp<1)
				
 	{
System.out.print(" Digite 1 para factor de potencia capacitivo e 2 para indutivo :\n");
 n=entrada.nextInt();
// condição para usuario entrar fator de potencia capacitivo 1 e indutivo 2
							
 if (n==1)
			{
		
 Ang=(Math.acos(Fp));
 System.out.printf("\n valor de angulo : %.2f radianos ",Ang);
 rendimento (I1,I2,R1,R2,Fp,VI);
 regulacaoTensao(X1,X2,I1,I2,R1,R2,Ang,VI,V2);
			}
				
 else if (n==2)
					
			{
 Ang=-(Math.acos(Fp));
 System.out.printf("\n valor de angulo : %.2f radianos ",Ang);
 rendimento (I1,I2,R1,R2,Fp,VI); 	 regulacaoTensao(X1,X2,I1,I2,R1,R2,Ang,VI,V2);
 	}
				
 }
	else if (Fp==1)
	{
 Ang=Math.acos(Fp);
 System.out.printf("\n valor de angulo : %.2f radiano ",Ang);
 rendimento (I1,I2,R1,R2,Fp,VI);
 regulacaoTensao(X1,X2,I1,I2,R1,R2,Ang,VI,V2);
}
			
 else if (Fp==0)
				
{
System.out.print(" Digite 1 para puramente capacitivo e 2 para indutivo :\n");
 n=entrada.nextInt();
				
	if (n==1)
{
 Ang=(Math.acos(Fp));
System.out.printf("\n valor de angulo : %.2f radiano ",Ang);
 rendimento (I1,I2,R1,R2,Fp,VI);
 regulacaoTensao(X1,X2,I1,I2,R1,R2,Ang,VI,V2);
}
				
 else if (n==2)
					
{
 Ang=-(Math.acos(Fp));
 System.out.printf("\n valor de angulo : %.2f radiano ",Ang);
 System.out.print("\n");
 rendimento (I1,I2,R1,R2,Fp,VI);
 regulacaoTensao(X1,X2,I1,I2,R1,R2,Ang,VI,V2);
}
}
			
			
 else 
				
{
System.out.print(" Por favor digite um valor de Fp entre 0 e 1 :\n");
}
					
}
	
	
public static void rendimento( double I1,double I2,double R1,double R2,double Fp,double VI) 
	
{
// Para calculo de rendimnento do transformador monofasico
		
// potencia de perda 
System.out.print("\n");
 double Pp= (I2)*(I2)*(R1+R2);
System.out.printf("\n A potencia de perda eh : %.2f W ",Pp);
System.out.print("\n");
					
// potencia de saida
					
 double Ps= VI*Fp;
System.out.printf("\n A potencia de saida eh : %.2f W ",Ps);
System.out.print("\n");
					
// Potencia de entrada
					
 double Pe= Ps+Pp;
System.out.printf("\n A potencia de entrada eh : %.2f W ",Pe);
System.out.print("\n");
					
// rendimento do transformador 
					
 double Rend= (Ps/Pe)*100;
					
System.out.printf("\n O rendimento do transformador eh : %.2f %% ",Rend);	
 System.out.print("\n");
		
}
	
	public static void regulacaoTensao( double X1,double X2,double I1,double I2,double R1,double R2,double Ang,double VI,double V2)
	
	{
// segundo objetivo do trabalho,calculo da regulação de tensão
//Calculo de impedaância equivalente para especificando parte real e imaginaria	 
double ZeqMod =Math.sqrt(Math.pow((R1+R2), 2)+Math.pow((X1+X2),2));
 double ZeqAng= Math.atan((X1+X2)/(R1+R2));
 //calculo da tensão 
 double ModVa=ZeqMod*I2;
 double AngVa=(ZeqAng+Ang);
//calculo de tensão na carga
 double Vs=Math.sqrt(Math.pow((V2+ModVa*Math.cos(AngVa)), 2)+Math.pow((ModVa*Math.sin(AngVa)),2));
System.out.printf("\n Valor da tensao a vasio eh : %.2f Volt ",Vs);
System.out.print("\n");
//calculando a regulação de tensão que é definida como sendo variação de tensão nos terminais do secundario quando se passa da condição sem carga para carga total
 double Reg=(((V2-Vs)/Vs)*(100));
	 
	 
 System.out.printf("\n Valor de Regulacao eh : %.2f %% ",Reg);		 
	
}
}
Ao compilar-se o codigo usou-se fator de potencia 0,87 capacitivo como recomendado no questionário e o codigo rodou como desejado e esperado, segue-se a imagem abaixo 
A partir dos resultados, percebeu-se que o transformador tem uma regulação de tensão visto que quanto menor valor próximo a zero o melhor torna o transformador, enquanto o rendimento deu próximo 100% isto é, o transformador possui uma alta eficiência. 
Conclusão
Pode-se concluir que o transformador depende bastante de fator de potência seja ele capacitivo ou indutivo, no entanto, foi testado quatro opções sendo ela, fator de potência baixa e alta para capacitivo e para indutivo. 
Um baixo fator de potência indica que a energia está sendo mal aproveitada de acordo com o rendimento e regulação de tensão nos resultados testados, porém, nesse caso pode ocorrer seguintes situações:
 Aumento das perdas elétricas na instalação, queda de tensão na instalação,
 Redução do aproveitamento da capacidade dos transformadores e Condutores aquecidos 
Enquanto alto fator de potência, ou seja, quanto mais próximo a 1, quando o Fator de Potência é elevado a energia passa a ser utilizada da forma mais correta e econômica porque 
Desaparece o acréscimo cobrado nas contas de energia elétrica;
 · Melhora o aproveitamento da energia elétrica para geração de trabalho útil;
Diminuem as variações de tensão (oscilações);
 Melhora o aproveitamento dos equipamentos com menos consumo;
 Aumenta a vida útil dos equipamentos;
Portanto, fator de potência é uma relação entre potência ativa e potência reativa, consequentemente energia ativa e reativa. Ele indica a eficiência com a qual a energia está sendo usada. Um alto fator de potência indica uma eficiência alta e inversamente um fator de potência baixo indica baixa eficiência.