transformadores especiales

AUTOTRANSFORMADOR
Los autotransformadores son transformadores donde una parte del devanado es común tanto al primario como al secundario. El principio de funcionamiento es el mismo que el de el transformador común, entonces la relación de transformación entre las tensiones y las corrientes y el número de vueltas se mantiene. Las corrientes primaria y secundaria están en oposición y la corrientetotal que circula por las espiras en común es igual a la diferencia de la corriente del devanado de baja tensión y el devanado de alta tensión. Para que un autotransformador funcione adecuadamente, los dos devanados deben tener el mismo sentido de bobinado.

Autotransformadores reductores
 Si se aplica una tensión alterna entre los puntos A y B, y se mide la tensión de salida entre lospuntos C y D, se dice que el autotransformador es reductor de tensión.

En este caso la relación de vueltas del autotransformador es: Ns / Np < 1

Autotransformadores elevadores
 Si se aplica una tensión alterna entre los puntos C y D, y se mide la tensión de salida entre los puntos A y B, se dice que el autotransformador es elevador de tensión.

En este caso la relación de vueltas delautotransformador es: Ns / Np > 1
Los autotransformadores tienen la ventaja sobre los transformadores comunes, de un peso y costo menor. En lugar de tener un bobinado de alta tensión de N1 espiras, se debe preveer, para el bobinado de baja tensión, con un número N2 de espiras, un número de espiras adicional de N1 - N2. También hay que tomar en cuenta que el conductor de la sección común del bobinado, debe detener una sección de cobre en función de la diferencia de corrientes entre baja y alta tensión. Otra ventaja es la de no necesitar aislamiento entre los bobinados primario y secundario. Sin embargo esto trae la desventaja de que el bobinado primario no es independiente del secundario. Esto causa peligro para una persona, pues entre tierra y el hilo común del secundario y el primario, existe latensión del primario.
Limitaciones
Dentro de los autotransformadores existen limitaciones de funcionamiento que se dará a conocer a continuación
a) Una falla en el aislamiento de los devanados de un autotransformador puede producir que la carga quede expuesta a recibir plena tensión (la de la fuente). Se debe tener en cuenta esta situación al decidir utilizar un autotransformador para unadeterminada aplicación.
b) Las ventajas en ahorro de material tienen una limitación física, que en la práctica es una relación de voltajes de 3:1. Para relaciones de tensión mayores a ésta, o bien el transformador convencional de dos devanados es más compacto y económico, o bien resulta imposible construir el autotransformador.
c) En sistemas de transmisión de energía eléctrica, los autotransformadorestienen la desventaja de no filtrar el contenido armónico de las corrientes y de actuar como otra fuente de corrientes de falla a tierra.
d) Existe una conexión especial -llamada "conexión en "ZIG-ZAG" que se emplea en sistemas trifásicos para abrir un camino de retorno a la corriente de tierra que de otra manera no sería posible lograr, manteniendo la referencia de tierra del sistema.

Fig. 5Conexión Zig – zag (Z)
Aplicaciones
Existe aplicaciones muy importantes para el funcionamiento de otras maquinas que requieren autotransformadores. Los autotransformadores se utilizan a menudo en sistemas eléctricos de potencia, para interconectar circuitos que funcionan a tensiones diferentes, pero en una relación cercana a 2:1 (por ejemplo, 400 kV / 230 kV ó 138 kV / 66 kV).

Fig. 7Autotransformador
En la industria, se utilizan para conectar maquinaria fabricada para tensiones nominales diferentes a la de la fuente de alimentación (por ejemplo, motores de 480 V conectados a una alimentación de 600 V).
Se utilizan también para conectar aparatos, electrodomésticos y cargas menores en cualquiera de las dos alimentaciones más comunes a nivel mundial (100-130 V a 200-250 V).
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