Caracteristica Externa Del Transformador Y Regulacion

Transformador CARACTERÍSTICAS EXTERNAS y REGULACIÓN
Norberto A. Lemozy
1 CARACTERÍSTICAS EXTERNAS Se denomina variable entre a una magnitud que está determinada entre dos puntos, tal como una diferencia de potencial o una velocidad, mientras que una variable a través es aquella magnitud que se manifiesta a través de un conductor o un eje, como ser la corriente, una cupla o una fuerza. Lacaracterística externa de una máquina es la curva que relaciona dos magnitudes de salida, cuyo producto da una potencia. En general se representa una variable entre en función de una variable a través como se muestra en la figura 1.

Variable entre A

P 0 B Variable a través

Fig. 1. Característica externa genérica. El punto A corresponde a la máquina funcionando en vacío y el punto B a la máquinaen cortocircuito o bloqueada para que no se mueva. En ambos la potencia es nula. Ambos puntos existen en todas las características externas, pero podrían ser inalcanzables por superar la capacidad térmica o mecánica de la máquina. En las máquinas que suministran energía eléctrica, como los transformadores y los generadores, la característica externa es la tensión en función de la corriente a lasalida de la misma, figura 2a. En las máquinas que suministran energía mecánica, motores, la característica externa es la velocidad de rotación en función de la cupla y si es de translación, la velocidad lineal en función de la fuerza, figuras 2b y 2c respectivamente. Algunos autores muestran las características externas con los ejes permutados. Cuando las máquinas son reversibles, es decir sepuede invertir el flujo de energía, tal como ocurre en todas las máquinas eléctricas, las características externas se extienden a los otros cuadrantes. Por ejemplo en los cuadrantes segundo y cuarto la potencia es negativa es decir la energía circula desde la salida hacia la entrada, en el caso de un transformador sería desde el secundario hacia el primario, al revés de lo que ocurre en el primer ytercer cuadrantes. Estos

1

funcionamientos son más frecuentes en los accionamientos con motores eléctricos y no siempre son deseables.

U

Ω

v

0 a
2 REGULACIÓN

I

0 b

T

0 c

F

Fig. 2. Características externas.

En general interesa conocer la capacidad de la máquina de mantener constante la variable entre, a medida que cambia la variable a través (carga), paracuantificar esa variación se define la regulación como la diferencia de los valores de la variable entre en vacío y para un dado estado de carga, generalmente el nominal, referida al valor nominal de esa variable. La regulación suele indicarse con la letra griega delta mayúscula ∆ y es una magnitud en por unidad (pu).
∆[01 ] = Variable entre en vacío - Variable entre en carga Variable entre nominal(1)

Para el caso de un motor, resulta:

∆=

Ω0 − Ω Ωn

(2)

Auque las variables sean magnitudes fasoriales, para el cálculo de la regulación se toman los respectivos módulos. Por ejemplo en el caso de un transformador, resulta:

∆=

& & U 20 − U 2 U 2n

(3)

La regulación puede dar un número positivo, negativo o cero. Por ejemplo en el caso de un generador o de un transformador,una regulación positiva significa que al aumentar la carga baja la tensión, este comportamiento es característico en esas máquinas cuando tienen cargas resistivoinductivas; el caso contrario es característico con cargas capacitivas. Una regulación igual a cero indica que no hay variación de la tensión entre vacío y carga, cosa muy poco frecuente. En el caso particular de los transformadores, comosu impedancia interna es muy reducida, la variación de la tensión es muy pequeña y la regulación es próxima a cero. En los generadores sincrónicos, o alternadores, ocurre todo lo contrario y la regulación es un número grande, que puede superar el 100 %. Como en los sistemas de distribución de energía eléctrica, un indicador de calidad del producto es la constancia de la tensión, conviene que los...