Transformadores Electricos

INTRODUCCION


Este corto reporte involucra trabajos hechos por tres estudiantes del curso de conversión de la energía electromagnética uno. Básicamente se trata de resúmenes de temas del contenido del curso. A lo largo de este reporte aparecen los nombres de los integrantes y su aporte. Con esto, se copera para que cada estudiante comparte lo que se investigo y así mejorar el aprendizajede los temas. El tema que se desarrolla es Transformadores. Con los resúmenes se podrá apreciar que el contenido es en esencia una introducción a transformadores.


OBJETIVO


Crear resúmenes informativos y claros de los siguientes temas:
i. Describir lo físico del transformador
ii. Analizar el transformador real
iii. Deducir el Circuito Equivalente del transformador
iv. Solucionar unproblema de transformadores monofásicos
v. Entender el método de valores por unidad y hacer un ejemplo.









3. i Descripción física del transformador

Son máquinas estáticas, n=0, constituidas por dos devanados, inductor e inducido. El devanado inductor se conecta a una fuente de c.a. de frecuencia f1 y se denomina primario, El devanado inducido tiene una frecuencia f2= f1 yentrega energía eléctrica a un circuito exterior por medio de conexiones fijas; este arrollamiento inducido recibe el nombre de secundario. Para aumentar la inducción magnética del sistema y mejorar el acoplamiento entre ambos devanados, estos van arrollados sobre un núcleo cerrado común, constituido por un apilamiento de chapas magnéticas de acero al sillico, tal como se muestra en la figura 1.Figura 1. Tomada del libro de Jesús Fraile Mora.


3.ii Análisis del transformador ideal

Si la tensión entre los terminales del arrollamiento primario, V1, es menor que la tensión secundaria, V2, es decir, V1< V2, el transformador se denomina elevador; en caso contrario se llama trasformador reductor.

En el supuesto de considerar el trasformador ideal, sin pérdidas ni caídas de tensión,de acuerdo a la expresión
(Ecuación 1)
Se cumplirá en primario y secundario:
(Ecuación 2)

Siendo el flujo máximo que atraviesa ambos arrollamientos y N1 y N2 los números de espiras respectivas. De las ecuaciones anteriores (Ecuación 2) se deduce:

 (Ecuación 3)

Que se denomina relación de trasformación. Si designamos con I1 e I2 las corrientes primaria y secundaria, en elcaso ideal se cumplirá:
 (Ecuación 4)

Que expresa la igualdad entre las potencias de entrada y salida. Teniendo en cuenta además (Ecuación 4) se puede escribir:
 (Ecuación 5)

Que indica que para una determinada potencia a trasmitir, si se eleva la tensión V2>V1, se obtiene I2>I1, lo que indica la conveniencia de instalar los trasformadores en las grandes redes eléctricas, puesmanejando altas tensiones las corrientes se reducen y como consecuencia de ello se requiere una menor sección en los conductores de cobre de la línea, con el consiguiente ahorro económico. Los transformadores permiten , en consecuencia, adaptar de un modo sencillo las tensiones de las redes a los valores más adecuados económicos. Si el devanado secundario se coloca en un rotor de tal forma que sepueda controlar la posición entre el inductor y el inducido, se obtiene el llamado regulador de inducción monofásico, que permite obtener una tensión V2 función de la posición. En la práctica los reguladores de inducción son trifásicos y se basan en un principio de funcionamiento diferente, más cercano a los de las maquinas asíncronas o de inducción.

Analizando el transformador sin tener encuenta las perdidas en el núcleo y adoptando que su reluctancia sea nula, los bobinados presentan las siguientes características:

• Los mismos están construidos con conductores que tienen resistencia óhnmica, conforme a la sección necesaria, su longitud y al material utilizado (Cobre o aluminio).

• Una pequeña parte del flujo que se origina en las bobinas, se cierra a través del aire y no en...