Transformadores

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4

Ens ayo de
tr an s f or m a dores

[pic]

N1 N2

e1 e2

I2 = 0

R2

√

R1 Xd1

Io

U1 U2

Fig. 4.2. Esquema del transformador real en vacío.

N N

e

√

2 2

I

e

U
2

o

U

Fig. ⸴⸱†牔4.1. Transformador ideal en vacío.

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Al ser nula la intensidad en elsecundario (I2 = 0), no apa-
rece en él pérdida de potencia; por otra parte, al ser muy
pequeña la intensidad del primario en vacío (I0) con res-

Como podemos observar en la Figura 4.1, en el transfor-
mador ideal no hay dispersión de flujo magnético, por lo que el flujo se cierra íntegramente sin ningún tipo de dificul- tad. Las tensiones cambian de valor sin producirseninguna caída de tensión, puesto que no se producen resistencias en los bobinados primario y secundario.

Las pérdidas por corriente de Foucault (PF) y por histéresis
(PH) son las llamadas pérdidas en el hierro (PFe).

Cuando un transformador está en vacío, la potencia que medimos en un transformador con el circuito abierto se com- pone de la potencia perdida en el circuito magnético y laperdida en el cobre de los bobinados.

•

•

2

1

1

Pérdidas por corriente de Foucault (PF).

Pérdidas por histéresis (PH).

Pérdidas en el cobre del bobinado (Pcu).

•

En un transformador se producen las siguientes pérdidas:

La ausencia de pérdidas supone la inexistencia de resisten-
cia e inductancia en los bobinados.

B. Pérd ida s e n t r an s f o r m ación
Ninguna máquina trabaja sin producir pérdidas de poten- cia, ya sea estática o dinámica; ahora bien, las pérdidas en las máquinas estáticas son muy pequeñas, como le sucede a los transformadores.

A. De f i ni c ión
Se puede considerar un transformador ideal aquel en el que no existe ningún tipo de pérdida, ni magnética ni eléctrica.

Un transformador podrá entonces trabajarpermanente-
mente y en condiciones nominales de potencia, tensión, corriente y frecuencia, sin peligro de deterioro por sobre- calentamiento o de envejecimiento de conductores y ais- lantes.

Debido a las pérdidas que se producen en los bobinados por
el efecto Joule y en el hierro por histéresis y por corrientes de Foucault, el transformador deberá soportar todas las pérdidas más lapotencia nominal para la que ha sido proyectado.

Ambas bobinas no se enlazan por el mismo flujo, la pérdi-
da de flujo magnético se traduce en la llamada induc- tancia de dispersión (Xd); por lo tanto, a la hora de analizar las pérdidas del transformador se han de tener en cuenta estas particularidades (véase la Figura 4.2).

La potencia nominal o aparente de un transformador es lapotencia máxima que puede proporcionar sin que se pro- duzca un calentamiento en régimen de trabajo.

En la práctica, en un transformador en vacío conectado a
una red eléctrica esto no es así. Las bobinas ofrecen una determinada resistencia al paso de la corriente eléctrica, provocando una caída de tensión que se deberá tener en cuenta en ambos bobinados (R1 y R2).

Igualmente, elflujo magnético que se origina en el bobina- do primario no se cierra en su totalidad con el secundario a través del núcleo magnético, sino que una parte de este flujo atraviesa el aislante y se cierra a través del aire.

4.1 Tr an s f or m a do r e n vacío

Como hemos visto anteriormente, el transformador está ba- sado en que la energía se puede transportar eficazmente porinducción electromagnética desde una bobina a otra por medio de un flujo variable, con un mismo circuito mag- nético y a la misma frecuencia.

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Macizo

Corriente inducida de valor elevado. Pérdidas WF altas

Chapas apiladas

I I2
I3
I4
I5 Varias corrientes inducidas

WF muy pequeñas

I2 =...