Macchine Elettriche. Esercitazione sul trasformatore trifase

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1 Macchine Elettriche Esercitazine sul trasfrmatre trifase Dipartiment di Sistemi Elettrici e Autmazine Università di Pisa tel luca.sani@dsea.unipi.it

2 Oggett della prva Prva a vut e in crt circuit di un trasfrmatre trifase per la determinazine dei parametri del circuit equivalente Dati di targa della macchina Trasfrmatre trifase V 1n = 220 V I 1n = 6.57 A A n = 2.5 kva V 2n = 380 V I 2n = 3.80 A f n = 50 Hz Cllegament Stella - Stella 2

3 Un dei due avvlgimenti è apert. Prva a vut Si alimenta l altr avvlgiment alla tensine nminale V n Si misura: la ptenza attiva, quella reattiva, le crrenti di linea sul lat che viene alimentat e le tensini su entrambi i lati del trasfrmatre. A 1 W 12 V12 V 31 V 12 A 2 A 3 W 32 V 23 3

4 Prva a vut Scelta degli strumenti In generale la I % < 10% I n In quest cas si ha I 10 < 10% I 1n Essend j 0 elevat per limitare gli errri di misura si utilizza un wattmetr a bass csj (csj = 0.2) Prtata Fnd scala Prtata = Fndscala Vltmetr V 12, V 23, V V 150 div V1 = 2 V/div Vltmetr V V 150 div V1 = 4 V/div Ampermetr A 1, A 2, A A 0.5 div A = 0.5 A/div Wattmetr W 12, W V 2.5 A Cs φ = div W = 1 W/div W =(prtata vltmetrica*prtata ampermetrica*0.2)/fnd scala 4

5 Prva a vut Dalla lettura dei due vltmetri dispsti tra due fasi crrispndenti è pssibile verificare il rapprt di trasfrmazine (e quindi quell spire). t = V 12 / V 12 = N 1 / N 2 Si cnsidera il seguente circuit equivalente di fase riprtat al primari. Essend la prva a vuta il ram a destra è apert. Le perdite Jule sn trascurabili e quindi la ptenza assrbita rappresenta sl le P fe. La prva a vut permette di determinare la R e la X m. 5

6 Prva a vut (rtre liber di rutare) Dai wattmetri in inserzine Arn si ttiene la misura della ptenza attiva P e la ptenza reattiva Q P0 = W12 W23 Q = 3 W W Si assume cme crrente di fase il valre medi delle tre letture P = 3V I csj csj = n Z I = I I I = V n 3I /3 R = Z csj P 3VI n X m sinj = Z

7 Nel funzinament a vut valgn le relazini: Crs di Macchine Elettriche Riliev della relazine nn lineare tra tensine e crrente V1 E1 = 4.44 fn1 M I m = N1 Dalla 1 relazine si ha che l andament del Φ è impst dalla tensine e quindi se questa è sinusidale l è anche il Φ. Tra fluss e crrente il legame è nn lineare dvut alla presenza del materiale ferrmagnetic. Di cnseguenza ad un fluss sinusidale crrispnde una crrente distrta. 7

8 Prva di crt circuit L avvlgiment secndari è chius in crt circuit. Si alimenta l altr avvlgiment alla tensine tale per cui nelle fasi dei due avvlgimenti circla la crrente nminale I n. Si misura: la ptenza attiva, quella reattiva, le tensini cncatenate sul lat che viene alimentat e le crrenti di linea su entrambi i lati del trasfrmatre. A 1 W 12 V12 V 31 A 1 A 2 A 3 W 32 V 23 8

9 Scelta degli strumenti In generale la V cc % < 10% V n Prva di crt circuit In quest cas si ha V 1cc < 10% V 1n Essend j cc elevat per limitare gli errri di misura si utilizza un wattmetr a bss csj (csj = 0.2) Prtata Fnd scala Prtata = Fndscala Vltmetr V 12, V 23, V V 15 div V = 2 V/div Ampermetr A 1, A 2, A 3 10 A 5 div A1 = 2 A/div Ampermetr A 1 5 A 5 div A2 = 1 A/div Wattmetr 120 V 5 A Cs φ = div W = 1 W/div 9

10 Prva di crt circuit Dalla lettura dei due ampermetri dispsti in serie su i due lati del trasfrmatre è pssibile verificare il rapprt di trasfrmazine e quell spire. 1/t = I 1 / I 1 Si cnsidera il seguente circuit equivalente di fase riprtat al primari. Essend la tensine di alimentazine ridtta le perdite nel ferr sn trascurabili rispett a quelle nel rame e quindi il ram in parallel può essere trascurata. La prva in crt circuit permette di determinare la R cc e la X cc. 10

11 Prva di crt circuit Dai wattmetri in inserzine Arn si ttiene la misura della ptenza attiva P cc e la ptenza reattiva Q cc Pcc = W12 W23 Qcc = 3 W W P = 3V I csj csj = cc cc n cc cc P cc 3V I cc n Z cc Vcc = Rcc = Zcc csjcc X = Z sinj 3I n cc cc cc 11

12 Curva del rendiment al variare del f.d.p. del caric Iptizzand di alimentare il primari alla tensine nminale e nte le P fe (misurate dalla prva a vut) è pssibile determinare la curva del rendiment della macchina al variare della crrente assrbita I 2 e del csj del caric. I 2 V 1n V 2 P P 3VI csj = = = P P P P V I P R I u u a u fe J csj fe 3 2cc 2 12

13 Curva del rendiment al variare del f.d.p. del caric Si fissa il fattre di ptenza csf e si traccia la curva del rendiment per un intervall di crrente I 2 cmpres tra zer e il valre nminale. E 2f j V 2f I 2 X 2cc I 2 I 2 R 2cc V 1 V 2 = 3 E 2 f Z2ccI 2 = 3 Z2ccI 2 t 3 V 1 V 2 3 I2 R2cc csj X 2cc sinj t 3 13