Autotransformadores

Tema: Autotransformadores

Autotransformadores
El autotransformador tiene un devanado único continuo con un punto de conexión llamado toma entre los lados primario o secundario. Dicha toma suele ser ajustable, para brindar la razón de vueltas deseada con el propósito de aumentar o disminuir la tensión. Así una tensión variable se proporciona a la carga conectada al autotransformador. Seconstruyen estos transformadores debido a que es demasiado costoso elaborar un transformador con dos devanados completos independientes dimensionados para casi el mismo voltaje.
Permiten cambiar el voltaje de 110 a 120 v o de 13.2 a 13.8 Kv.
La figura siguiente nos muestra un esquema del autotransformador. Consta de un bobinado de extremos A y D, al cual se le ha hecho una derivación en el puntointermedio B. Por ahora llamaremos primario a la sección completa A D y secundario a la porción B D, pero en la práctica puede ser a la inversa, cuando se desea elevar la tensión primaria.
La tensión de la red primaria, a la cual se conectará el autotransformador, es V1, aplicada a los puntos A y D. Como toda bobina con núcleo de hierro, en cuanto se aplica esa tensión circula una corriente de vacio.La corriente de vacío está formada por dos componentes; una parte es la corriente magnetizante, que está atrasada 90° respecto de la tensión, y otra parte que está en fase, y es la que cubre las pérdidas en el hierro, cuyo monto se encuentra multiplicando esa parte de la corriente de vacío, por la tensión aplicada. Llamamos a la corriente total de vacío I0.

El autotransformador puede operar enmodo de elevador o reductor:

a) Autotransformador reductor b) Autotransformador elevador

El autotransformador es un tipo de transformador de potencia, en la que su mayor ventaja sobre el transformador de dos devanados de dos devanados es su capacidad para transferir mayor potencia aparente.
Otra ventaja radica en sus dimensiones, ya que elautotransformador es más pequeño y ligero que el equivalente de dos devanados, pero dado que los devanados primario y secundario están en el mismo devanado, se pierde el aislamiento eléctrico por lo que representa una de las principales desventajas del autotransformador.
Como en un autotransformador ideal no hay pérdidas, la potencia compleja se mantiene sin cambios en los devanados primario ysecundario:

S1=V1I1* = S2=V2I2*

Una diferencia importante entre los autotransformadores y los transformadores convencionales es que los lados primario y secundario del autotransformador están acoplados no solo magnéticamente, sino también eléctricamente.
Se lo puede usar en lugar de un transformador convencional cuando no se requiere aislamiento eléctrico.

Aplicación delAutotransformador:
* Arranque de motores de inducción a voltaje reducido.
* Regulador de voltaje limitado.
* En bancos de tierra.
* Interconexiones de líneas de transmisión con relaciones de voltajes no mayores de 2:1.

Por el número de fases los autotransformadores se fabrican: Monofásicos y Trifásicos.

Conexiones de autotransformadores trifásicos
a) Conexión delta._ Tresautotransformadores pueden conectarse en triángulo en la forma indicada en la figura (B). Un posible inconveniente de esta conexión es que las tensiones de línea de los secundarios no están en concordancia de fase con las tensiones de línea de los primarios. Además, la mayor razón de transformación que puede obtenerse es 2:1. Como en la conexión triángulo – triángulo de transformadores de dos circuitos, losterceros armónicos de las corrientes de excitación circulan por el triángulo, pero no aparecen en las corrientes de línea.



b) Conexión Estrella._ Tres autotransformadores monofásicos pueden conectarse en estrella, como se indica en la figura (A).En estas condiciones, el comportamiento del banco es análogo, en muchos aspectos, al de un banco de tres transformadores de dos...