UNIDAD 4 Transformadores Trifásicos

MAQUINAS ELECTRICAS
UNIDAD 4 - TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS

PROF. ING. MONTES de OCA

1.1 Banco monofásico : Transformación mediante tres transformadores monofásicos
Un sistema trifásico se puede formar empleando 3 transformadores monofásicos, que se conoce como banco de
transformadores (figura 1). Los circuitos magnéticos son completamente independientes, sin que se produzca
reacción ointerferencia alguna entre los flujos respectivos.
Para elevar o disminuir la tensión en un sistema trifásico es posible utilizar 2 sistemas principales: uno utiliza 3
transformadores monofásicos idénticos y el otro un transformador trifásico.

En esta disposición cada
arrollamiento
primario
puede estar conectado
entre 2 líneas de la tensión
trifásica de alimentación.
Luego los primarios y los
secundariosse conectan
en triángulo o en estrella,
para formar 3 terminales
de salida.

figura 1

1.2 Transformador trifásico
Lo visto para el transformador monofásico es aplicable a cada fase del trifásico
Un transformador trifásico consiste en un único núcleo magnético en el que se han dispuesto tres columnas sobre
las que se sitúan los arrollamientos primario y secundario de cada una de las fases.
Laconstrucción del núcleo magnético debe entenderse a partir de 3 transformadores monofásicos colocados a 120º
entre uno y otro, como se muestra en la figura.
Se coloca los dos arrollamientos tanto primario como secundario en una misma columna, y las columnas que
soportan los arrollamientos están en la parte exterior, mientras las columnas internas se colocan juntas en el centro.
Podemos ver que lacolumna central (fig. A) está recorrida por un flujo Ф que, en cada instante, es la suma de tres
flujos sinusoidales, iguales y desfasados 120º. El flujo Ф será pues siempre nulo, como puede verse en el diagrama
fasorial. En consecuencia, se puede suprimir la columna central (fig. B). Como esta disposición (fig. B) hace difícil
su construcción, los transformadores se construyen con las tres columnas enun mismo plano (fig. C), es decir se
unen los yugos superior e inferior, y se puede prescindir de las 3 columnas centrales. Esta disposición crea cierta
asimetría en los flujos y por lo tanto en las corrientes en vacío. En carga la desigualdad de la corriente es
insignificante, y además se hace más pequeña aumentando la sección de las culatas con relación al núcleo central.

Uniendo las trescolumnas libres se obtiene una construcción como la de la figura.

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En la columna central se tendría la suma vectorial de los 3 flujos:

 
 
 = 1 + 2 + 3 = 0

1.3 Disposición de los arrollamientos
En un transformador trifásico cada columna está formada por un transformador monofásico, entonces toda la teoría
explicada en la sección de lostransformadores monofásicos es válida para los trifásicos, teniendo en cuenta que las
magnitudes que allí aparecen hace referencia ahora a los valores por fase.
Si bien existen otras formas constructivas un transformador trifásico básicamente es un núcleo de hierro laminado
de tres columnas en cada una de las cuales van dos arrollamientos : uno primario y otro secundario como se
observa en la figura2.

Figura 2 Esquema para el estudio de un transformador trifásico
De acuerdo a este esquema, las bobinas tanto primarias como secundarias, pueden ser conectadas en cualquiera de
las 2 formas trifásicas conocidas: estrella o triangulo, o una tercera llamada zig zag, con lo cual se obtienen
diferencias de fase entre las tensiones primarias y secundarias.
En la figura vemos un transformador trifásicode 3 columnas, que es el que más comúnmente se usa. Para las
unidades mayores se adopta a menudo el núcleo de 5 columnas.

Figura 3 Disposición de los
bobinados de un
transformador trifásico

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1.4 FORMAS MÁS FRECUENTES DE CONEXIÓN DE LOS DEVANADOS

Designación de las conexiones
Los primarios y secundarios de cualquier transformador trifásico se...