Transformadores

TRANSFORMADORES
2.1. INTRODUCCION ALOS TRANFORMADORES
UN TRANSFORMADOR CONSISTE ESENCIALMENTE EN DOS O MAS DEVANADOS INTERRRELACIONADOS MEDIANTE FLUJO MAGNETICO MUTUO.
SISE DA LA CORRECTA PROPORCION DEL NUMERO DE VUELTAS DEL PRIMARIO AL DEL SECUNDARIO, SE PUEDE OBTENER CASI CUALQUIER RELACION DE VOLTAJE, O REALACION DE TRANSFORMACION.
NÙCLEO

DEVANADOS A)
A)

EN EL TRANSFORMADOR TIPO NUCLEO LASBOBINAS SE DEVANAN ALREDEDOR DE DOS PIERNAS(O COLUMNAS) DE NUCLEO MAGNETICO RECTANGULAR
EN EL TRANFORMADOR TIPO ACORAZADON LAS BOBINAS DE DEVANAN ALREDEDOR DE LA PIERNA (O COLUMNA) CENTRAL DE UN NUCLEO CON TRES PIERNAS.EN GENERAL SE USAN LAMINACIONES DE ACERO AL SILICIO DE 0.014 PULG. DE ESPEZOR PARA TRANFORMADORES QUE TRABAJAN A FRECUENCIAS MENORES DE ALGUNOS CIENTOS DE HERTZ.
2.2.CONDICIONESDE OPERACIÓN SIN CARGA.
EN LA MAYOR PARTE DE LOS TRANFORMADORES DE POTENCIA, LA RESISTENCIA SIN CARGA8O DE VACIO) ES EN REALIDAD MUY PEQUEÑA, Y LA FEM INDUCIDA ℮1 ES CASI IGUAL AL VOLTAJE APLICADO V1.

ℓ=ф MAX SEN шț
EL VOLTAJE INDUCIDO ES
℮1 = N1 d ℓ /dt=WN1 ф MAX COS wt
EL VALO RMS DE LA FUERZA ELECTROMOTRIZ INDUCIDA ES
E1=2 π//2 fN1 ф MAX /2 π fN1ф MAX
El flujo esta determinadoúnicamente por el voltaje aplicado, frecuencia y el numero de vueltas del devanado.LAS PROPIEDADES MAGNETICAS DEL NUCLEO DETRERMINAN A LA CORRIENTE DE EXITACION. SE DEBE AJUSTAR A SI MISMO PARA PRODUCIR LA FUERZA MAGNETOMOTRIZ NECESARIA PARA CREAR EL FLUJO QUE DEMANDA LA ECUACION.

ф MAX = v1//2 π fN1

SI LA CORRIENTE DE EXITACION SE ANALIZA EMPLEANDO METODOS DE SERIES
DE FOURIER,SE ENCUENTA QUECOMPRENDE UNA FUNDAMENTAL Y UNA FAMILIA DE ARMONICAS IMPARES.LA FUNDAMENTAL PUEDE, A SU VEZ,DESCOMPONERSE EN DOS ONDAS:UNA EN FASE CON LA FUERZA CONTRAELECTROMOTRIZ, Y LA OTRA RETRASADA 900
CON RESPECTO A LA PRIMERA.LA COMPONENTE FUNDAMENTAL EN FASE SE DEBE A LA POTENCIA ABSORBIDA POR LAS PERDIDAS DE HISTERESIS Y DE CORRIENTES PARASITAS EN EL NUCLEO. SE LE LLAMA LA COMPONENTE DE PERDIDAS EN ELNUCLEO DE LA CORRIENTE DE EXITACION.CUANDO ESTA COMPONENTE SE RESTA DE LA CORRIENET TOTAL DE EXTACION, A LO QUE QUEDA SE LE LLAMA CORRIENTE DE MAGNETIZACION.
PARA LOS TRASFORMADORES TIPICOS DE POTENCIA, LA TERCERA ARMONICA ES PORLO GENERAL UN 40% DE LA CORRIENTE DE EXCITACION.
ENTONCES LA CORRIENTE DE EXCITACIÓN SE PUEDE REPRESENTAR POR SU ONDA SENOIDAL EQUIVALENTE,QUE TIENE EL MISMO VALOR rms YFRECUENCIA,Y PRODUCE LA MISMA POTENCIA MEDIA QUE LA OTRA REAL.
EJERCICIO2-1
EN EL EJEMPLO 1-6 LAS PERDIDAS DEL NUCLEO Y LOS VOLTAMPRES DE EXITACION PARA EL NUCLEO DE LA FIGURA 1-14, CUANDO B MAX =1.5T Y 60Hz, FUERON

PC =16 W (WI) rms =20va
Y EL VOLTAJE INDUCIDO FUE 275//2 =194 V rms, TENIENDO 200 VUELTAS EL DEVANADOR.
CALCULE EL FACTOR DE POTENCIA, LA CORRIENTE DE PERDIDAS DE NUCLEO IC, Y LACORRIENTE DE MAGNERIZACION Im.

SOLUCION
FACTOR DE POTENCIA COS 0 C =16/20=0.80 O =36.9ª SEN O C =0.60
CORRIENTE DE EXCITACIÓN I=20/194=0.10 A rms
COMPNENTE DE PERDIDAS DE NUCLEO IC=16/194 =0.082 A rms
COMPONENTE DE MAGNETIZACION Im =I SEN OC =0.060 ARMS

2-3 EFECTO DE LA CORRIENTE SECUNDARIO:EL TRASFORMADOR IDEAL
RESUMIENDO, UN TRASFORMADOR IDEAL, LOS VOLTAJES SETRASFORMAN EN RELACION DIRECTA A LA RELACION DE VUELTAS, LAS CORRIENTES EN RELACION INVERSA, Y LAS IMPEDANCIAS EN RELACION DIRECTA ELEVADA AL CUADRADO; LA POTENCIA Y LOS VOLTAMPERES PERMANECEN SIN CAMBIO.
2-4REACTANCIAD DEL TRASFORMADOR Y CIRCUITOS EQUIVALENTES
HAY DOS METODOS DE ANALISIS MEDIANTE LOS CUALES SE PUEDEN TENER EN CUENTA LAS DESVIACIONES DEL COMPORTAMIENTE IDEAL, QUE SON
1) LA TECNICA DEUN CIRCUITO EQUIVALENTE QUE SE BASA EN DEDUCIONES FISICAS, Y
2)UN ATAQUE MATEMATICO QUE SE BASA EN LA TEORIA CLASICA DE CIRCUITOS ACOPLADOS MAGNETICAMENTE.
FLUJO MUTUO RESULTANTE,

EL FLUJO TOTAL QUE ENLAZA AL DEVANADOR PRIMARIO SE PUEDE DIVIDIR EN DOS COMPONENTES; EL FLUJO MUTUO RESULTANTE, CONFINADO ESENCIALMENTE AL NUCLEO DE HIERRO Y PRODUCIDO POR EL EFECTO COMBINADO DE LAS CORRIENTES EN...