transformador

Funcionamiento del transformador monofásico Los transformadores, como la mayoría de las máquinas eléctricas, disponen de un circuito magnético y dos circuitos eléctricos. Sobre el núcleo magnético, formado por chapas apiladas, van arrollados dos bobinados que se denominan primarios y secundarios. Al conectar el bobinado primario de N1 espiras a una tensión alterna, se crea un flujo magnéticoalterno. Este flujo magnético, que se establece en todo el circuito magnético, recorre el bobinado secundario de N2 espiras induciendo en él una fuerza electromotriz produciendo la tensión en bornes V2. A la relación de tensiones entre el primario y secundario se le llama relación de transformación, para un transformador ideal se cumple: Dónde: • m = relación de transformación • V1 = tensión delprimario (V) • V2 = tensión del secundario (V) • N1 = número de espiras del primario • N2 = número de espiras del secundario La transferencia de energía eléctrica entre el primario y secundario se hace a través del campo magnético variable que aparece en el núcleo, no hay conexión eléctrica entre los dos bobinados. Transformador ideal Para entender el funcionamiento del transformador, partiremos deltransformador ideal, es decir, sin tener en cuenta las pérdidas eléctricas y magnéticas. Funcionamiento en vacío: Se conecta el primario a la red y al secundario no se le conecta carga alguna. Al conectar el primario a una tensión V1 circula por él una pequeña corriente, denominada intensidad de vacío I0, se produce un flujo alterno senoidal en el núcleo magnético. Este flujo magnético induce unaf.e.m. E1 en el primario, por efecto de la autoinducción, y a su vez en el secundario también se inducirá otra f.e.m. E2. El valor de E1 viene determinado por la siguiente expresión: Dónde: • E1 = f.e.m. eficaz inducida en el primario (V) • f = frecuencia (Hz) • N1 = nº espiras del primario • Fmax = flujo máximo (Wb) Lógicamente la expresión de E2 será análoga a la anterior ya que lo crea el mismoflujo F: Dónde: • E2 = f.e.m. eficaz inducida en el secundario (V) • N2 = nº espiras del secundario Dividiendo las dos expresiones se comprueba que la f.e.m. generada en los dos bobinados depende del nº de espiras:
Funcionamiento en carga: Se conecta el primario a la red y al conectar al secundario una carga circulará por ésta una intensidad La intensidad I2 creará una fuerza magnetomotriz(N2•I2) que tiende a modificar el flujo común F. Esto no ocurrirá puesto que en el primario aparecerá otra fuerza magnetomotriz (N1•I1) igual a la del secundario pero de sentido contrario equilibrando su efecto. Por lo tanto el flujo común se mantendrá constante. (figura a determinar, donde se vea el proceso de generación de E1 y E2, I2 e I1, etc) Podemos poner la siguiente expresión: Despejandoobtenemos la relación de transformación: 2. Ventajas y desventajas de los tipos de conexiones trifásicas Conexión Delta – Delta (∆ -∆) Ventajas • Esta conexión no tiene desplazamiento de fase. • No tiene problemas con cargas desequilibradas o armónicas. • Se puede quedar trabajando con dos transformadores nada más en caso de reparaciones cuando hablamos de un banco de transformadores monofásicos y seriael 58% de su 100%. Desventajas: • Cuando trabaja con cargas desequilibradas los voltajes en las fases del transformador pueden desequilibrarse bastante. • Los voltajes de terceros armónicos son grandes La conexión Y-Y Ventajas: Con este tipo de conexión se tienen dos neutros, uno en las bobinas primarias y otro en las bobinas secundarias. Solamente no es necesario conectar los neutros a tierracuando el sistema trifásico esta muy equilibrado. Asimismo, debemos indicar que no hay un desplazamiento de fase entre las tensiones de entrada y las tensiones de salida. Desventajas: • Si las cargas en el circuito del transformador no están equilibradas, entonces los voltajes en las fases del transformador pueden llegar a desequilibrarse severamente • Los voltajes de terceras armónicas pueden ser...