Transformadores

TRABAJO DE INVESTIGACION No. 2

INDUCTORES, TRANSFORMADORES Y CONDENSADORES EN ELECTRONICA DE POTENCIA

Presentado a:
Ing. Giovanni Aldemar Baquero Rozo

Presentado Por:
Julian Galvis
Sebastian Roncancio

Escuela Colombiana De Ingeniería “Julio Garavito”
Facultad de Ingeniería Electrónica
Electrónica de Potencia

Bogotá, Marzo 17 de 2012

INTRODUCCION INDUCTORES YTRANSFORMADORES

Inductores

El inductor también llamado reactancia, está constituido por un devanado de hilo conductor, arrollado sobre un carrete de material aislante, que actúa como devanado de excitación de un circuito magnético.

En el inductor real, el material ferromagnético es saturable y tiene histéresis, existe flujo disperso y el hilo conductor tiene resistencia óhmica y por tanto haypérdidas eléctricas. Existe también un efecto capacitivo entre los hilos conductores pero no se tendrá en cuenta.

Con la hipótesis de que todas las corrientes son senoidales, el inductor puede ser modelado como el circuito que se muestra a continuación:

La resistencia Rs tiene en cuenta las pérdidas eléctricas; la reactancia inductiva Xs tiene en cuenta el flujo de dispersión; la resistencia Rkdsirve para evaluar las perdidas en el hierro, o núcleo y la reactancia inductiva es la característica del inductor.
La corriente que atraviesa dicha reactancia, es proporcional al flujo magnético, por lo que se denomina corriente de magnetización.

1. TIPOS DE NÚCLEOS (MATERIALES)

1.1 Inductores con núcleo de aire (solenoides)

El devanado se realiza sobre un soporte de material nomagnético (fibra, plástico). En los casos donde no se utiliza soporte, la bobina queda conformada sólo debido a la rigidez mecánica del conductor.
Estos inductores de una capa pueden considerarse como bobinas toroidales de eje rectificado y que debido a esta rectificación y por no ser de longitud infinita, hay que introducir un factor k (Nagaoka), menor que la unidad, que depende de lasdimensiones geométricas de la bobina, y que se acostumbra a expresarlo en forma gráfica, en Función de la relación .
* Donde D es el diámetro del inductor y l es la longitud del mismo.
* Las bobinas de nucleo de aire tienen baja inductancia y se utilizan para señales de alta frecuencia en los circuitos de radios, televisores, transmisores, etc.

Bobinas sin núcleo. Fuente:www.simbologia-electronica.com
Bobinas sin núcleo. Fuente: www.simbologia-electronica.com

1.2 Inductores con núcleo magnético

En muchas aplicaciones, donde se necesitan elevados valores de inductancia en espacios relativamente pequeños, no es posible usar inductores de núcleo de aire debido a su gran tamaño.
Una forma de disminuir el tamaño de los inductores manteniendo su valor de inductancia, esdisminuir el número de vueltas al mismo tiempo que se aumenta la densidad de flujo a través del devanado. La intensidad de flujo se aumenta disminuyendo la reluctancia del núcleo, es decir aumentando la permeabilidad del mismo. Ello se realiza normalmente utilizando núcleos de ferrito o de hierro pulverizado.
Algunas ventajas de estos son:

* Permite disminuir el tamaño para una mismainductancia.
* Aumenta el factor de calidad (Q), al tener un número de vueltas menor.
* Permite un ajuste de la inductancia mediante el movimiento del núcleo magnético.

Sin embargo éstos a su vez presentan ciertos problemas tales como:

* Cada núcleo introduce unas perdidas adicionales y por tanto puede llegar a disminuirse el factor de calidad de la bobina si se escoge un núcleoinadecuado.
* La permeabilidad de todos los núcleos magnéticos cambia con la frecuencia y disminuye a un valor muy pequeño en los límites superiores del margen de funcionamiento.
* Cuanto mayor es la permeabilidad del núcleo, más sensible es a las variaciones de temperatura. Así, la inductancia de una bobina puede variar apreciablemente en un amplio margen de temperaturas.
* La...