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UNIVERSIDADE
DE VIGO

TRANSFORMADORES
DE POTENCIA
Manuel Pérez Donsión
Departamento de Ingeniería Eléctrica
Universidad de Vigo

TIPOS DE MAQUINAS ELECTRICAS

TRANSFORMADORES. Introducción

Los transformadores de potencia son máquinas estáticas de corriente alterna
(ca) que transforman energía eléctrica de ca de unas características de tensión
(V1) y corriente (I1) en energíaeléctrica de ca con otras características de
tensión (V2) y corriente (I2) diferente.
Los transformadores disponen de dos
devanados. El devanado inductor recibe
el nombre de primario y el devanado
inducido se llama secundario. Ambos
devanados están arrollados sobre un
núcleo magnético laminado sin
entrehierros construido a base de apilar
chapas magnéticas.

Primario

Secundario

N1=Número de espiras del primario
V1= Tensión del primario
N2= Número de espiras del secundario
V2= Tensión del secundario

TRANSFORMADORES
400-230 V

1
400-230 V

400-230 V

Monofásicos
Elevadores

400-230 V

Transformadores
Trifásicos

Reductores

Sistema Eléctrico

TRANSFORMADORES
Subestaciones
Elevadoras

Subestaciones
Reductoras

Subestaciones
ReductorasSistema Eléctrico

TRANSFORMADORES

Transformador de columnas

Chapas magnéticas (núcleos)

Transformador acorazado

TRANSFORMADORES
Laminas E

Núcleo laminado

Espacio para el núcleo
Papel
Núcleo laminado
Laminas E Laminas I
Devanado
primario

Devanado
secundario

Laminas I

TRANSFORMADORES

Chapas magnéticas configurando el núcleos
E de un transformador trifásicoArrollamientos (devanados)

TRANSFORMADORES
Depósito de expansión
para conservar el aceite

Pasatapas de alta tensión
Tapa
Pasatapas de baja tensión
Bridas o piezas de apriete
Conexiones
Cuba de aceite con aletas
tipo radiador para facilitar
la evacuación del calor

Devanados

Bastidor con ruedas
de transporte

Convenio
tensiones

-

+

TRANSFORMADOR IDEAL EN VACÍOa) Hipótesis transformador ideal
1. Reluctancia del circuito magnético nula
2. Resistencias de los devanados primario
y secundario nulas
u2
3. Las pérdidas en el hierro por histéresis
y corrientes de Foucault son nulas
4. El flujo de dispersión es nulo

El transformador monofásico en vacío

Se parte de que la tensión aplicada es conocida, y se expresa por:
Aplicando la 2ª Ley deKirchoff a la malla del primario:
Y despreciando las caídas de tensión por resistencia en (supóngase R1=0),
(*)
En las N1 espiras del primario se origina, por autoinducción, una f.c.e.m e1, donde el valor
eficaz de e1, (E1), viene dado por:

(*) Algunos autores consideran:

Lo cual es solo una cuestión de signo (Ley de Lenz).

TRANSFORMADOR IDEAL EN VACÍO

Con lo que el flujo es unasinusoide desfasada 90º de la tensión como se muestra en
la figura.

u1

e1=-u1
Tensión aplicada y flujo en el transformador

Se puede relacionar el valor máximo del flujo con el valor eficaz de la tensión aplicada:

CONCLUSIÓN: Sin saber todavía cuanta corriente consume la máquina ya conocemos
cuanto flujo hay, aún cuando de acuerdo con la ley de Ampere el flujo es creado por lascorrientes.

TRANSFORMADOR IDEAL EN VACÍO
Para obtener la f.e.m. en el secundario aplicamos la Ley de Faraday:
Aplicando la 2ª Ley de Kirchoff a la malla del secundario:
El valor eficaz, es:
e1=-u1
e2=-u2

Tensión y fuerza electromotriz en el secundario

Como se puede ver en la figura, las tensiones en bornas del primario (u1) y del
secundario (u2) son dos sinusoides en fase, de la mismafrecuencia, pero con distinto
valor eficaz. Esta es la misión básica del transformador proporcionar en su secundario
una tensión proporcional a la del primario. El cociente entre la f.e.m. primaria y
secundaria se denomina relación de transformación:

TRANSFORMADOR EN VACÍO
¿Cuánta intensidad consume el transformador?

Bm

- Hm

Hm

La necesaria para crear el flujo

La curva de...