Transformadores

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CAPITULO 2 TRANSFORMADOR MONOFASICO DE DOS ENROLLADOS 2.1.Introducción

En general, un transformador (T/F) es un dispositivo eléctrico formado por un conjunto de bobinas, (enrollados, bobinados) acopladas magnéticamente entre si. Cada enrollado tiene un par de terminales, a través de los cuales puede entrar o salir energía eléctrica. En forma esquemática, el transformador de dos bobinadosse puede representar según la Figura 2.1.

Núcleo

Terminales Bobinado 1 (Primario)

Bobinado 1 con N1 espiras

Bobinado 2 con N 2 espiras

Terminales Bobinado 2 (Secundario)

Figura 2.1.- Representación esquemática de un transformador El transformador recibe energía a una cierta tensión (terminales del bobinado 1) y la entrega con muy pocas pérdidas a otra tensión (terminales delbobinado 2) más baja (reductor) o más alta (elevador). Por otra parte, permite aislar eléctricamente dos partes de un dispositivo o de un sistema eléctrico. Según el área de aplicación, los transformadores se pueden clasificar en tres grupos: a) Transformadores de Comunicación: Usados generalmente como transformadores de salida para equilibrar la impedancia de la carga (Parlante) a la de salida delamplificador con el fin de obtener máxima transferencia de Potencia. En algunos casos se usan también para aislar dos secciones de un sistema. b) Transformadores de Medida: Utilizados para medir altas corrientes ó altas tensiones por medio de instrumentos de escala reducida o bien para alimentar dispositivos de protección de equipos o sistemas eléctricos. c) Transformadores de Poder o de Potencia:Se usan en conjunto con los generadores para una transmisión y distribución eficiente de Energía Eléctrica. Así, para transmitir grandes bloques de Energía entre dos puntos alejados, se requiere elevar la tensión para diminuir la corriente y con ello las pérdidas. Por otra parte, en los centros de consumo, se requieren tensiones de valores más bajos, por lo que se deben ocupar de nuevo lostransformadores, para reducirlas. En este curso nos ocuparemos en particular de los transformadores de Poder. 2.2.Algunos aspectos constructivos

La Figura 2.2 muestra diferentes tipos de transformadores, desde uno monofásico de tamaño y voltajes bajos, hasta el de mayor tamaño que requiere ventiladores de refrigeración exteriores.

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a)

b)

c)

d) Figura 2.2.- Diversos tipos deTransformadores

e)

Constructivamente se pueden destacar las siguientes partes componentes: a) Núcleo: Las dos formas fundamentales de estructuras de transformadores son "tipo núcleo" y "tipo acorazado", que se muestran esquemáticamente en la Figura 2.3. La sección suele ser cuadrada ó rectangular (transformadores pequeños) y también circular (transformadores grandes), en los que las láminas seagrupan en capas de anchura variable. Las láminas pueden tener formas de E, L, o I.

Núcleo Bobinados de Alta y Baja Bobinados de Alta y Baja

Núcleo Bobinados de Alta y Baja
b)

a)

Fig. 2.3.- Tipos de núcleo usados en transformadores monofásicos a) Tipo núcleo, b) Acorazado

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En algunos transformadores monofásicos de distribución de baja potencia se utilizan 1 o 2 tiras largas deacero enrolladas sobre el bobinado, con el fin de conseguir que el flujo tenga siempre la dirección del laminado y además que no existan entrehierros. b) Enrollados: Se construyen sobre formas de material aislante impregnado, de adecuada resistencia mecánica. El conductor puede ser redondo (transformadores pequeños) o rectangular (transformadores de gran potencia). En el caso de conductores grandes,éstos se subdividen en hebras aisladas entre si y transpuestas cada cierta longitud, con el fin de reducir la pérdida adicional, producida por la distribución no uniforme de la corriente en el interior de él. c) Refrigeración y Aislamiento: En los transformadores muy pequeños, la superficie es relativamente grande frente al volumen, por lo que la refrigeración por radiación y por convección...