ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INFORMATICA Y ELECTRÓNICA MÁQUINAS ELÉCTRICAS
1.
Datos generales 1.1
Nombre : Fabián Fiallos
58
1.2
Tema del informe: Autotransformador. informe: Autotransformador.
1.3
Semestre y paralelo: Sexto Semestre de Ingeniería Electrónica, Control y Redes Industriales, Paralelo “A”.
2.
Marco Teórico AUTOTRANSFORMADORES AUTOTRANSFORMADORES Un autotransformador no necesariamente tiene que estar constituido de una única bobina, puede llevar dos, tres o más bobinas, todo dependerá d ependerá de la clase de autotransformador de que se trate. APLICACIONES: Los autotransformadores por sus características técnicas se usan, principalmente, cuando se desea transformar una tensión y la relación de vueltas entre la bobina p rimaria y la bobina secundaria es casi 1. Pero también se suelen emplear para los arranques de motores y para regular las líneas de transmisión.
VENTAJAS: Entre sus ventajas tenemos que destacar el bajo precio económico frente a un transformador normal con idénticas especificaciones técnicas. Esto en lo que se refiere a lo económico, en cuanto al rendimiento propiamente dicho, hay que reseñar las siguientes ventajas: Menos corriente. El autotransformador necesita menos cantidad de corriente para generar el flujo en el núcleo. La potencia. El autotransformador g enera más potencia que un transformador normal de especificaciones similares. Eficiencia. El autotransformador es más eficiente (mejor rendimiento) que un transformador normal, con potencias parecidas.
DESVENTAJAS:
En cuanto a los inconvenientes, cabe reseñar la pérdida de aislamiento eléctrico entre la tensión del primario y la tensión del secundario. secundario. Los autotransformadores se pueden utilizar del mismo modo que los transformadores convencionales, es decir, tienen las mismas utilidades. Asimismo, los transformadores convencionales o de dos bobinas se pueden convertir en autotransformadores si se conectan de determinadas formas.
CARACTERISTICAS
Menos corriente: El autotransformador necesita menos cantidad de corriente para generar el flujo en el núcleo. La potencia: El autotransformador genera más potencia que un transformador normal de especificaciones similares. Eficiencia: El autotransformador es más eficiente (mejor rendimiento) que un transformador normal, con potencias parecidas.
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Como podemos observar en el gráfico N1 y N2 y N2 representan el primario y el secundario del autotransformador, lo que no quiere decir que sean dos bobinas diferentes, como ya hemos explicado puede ser una sola bobina, dos o más bobinas conectadas en serie sobre el mismo núcleo. También podemos observar que entre el primario y el secundario existe una línea común 2-4 , de aquí la desventaja de la pérdida de aislamiento eléctrico entre las dos tensiones (entrada y salida). La tensión E 1 alimenta al primario y se utiliza de común. Asimismo, la intensidad I intensidad I 0 es la que genera el flujo Φm. El valor del flujo Φm se mantendrá constante, siempre y cuando se mantenga constante E 1 Por otro lado, tenemos que entre los puntos 3-4 hemos redefinido el secundario y, por tanto tenemos una tensión E 2 cuya ecuación será, teniendo en cuenta la relación de vueltas entre N1 y N2 y N2 , la siguiente:
Ahora bien, si conectamos una carga Z carga Z , como sale en el siguiente gráfico, obtendremos obtendremos la intensidad I2:
Al existir una corriente I 2 tiene que surgir, por compensación, la corriente I 1. La corriente que circulará por la carga será I 2-I 1 , además la fuerza magneto motriz generada por I por I 1 tiene que ser opuesta e igual a la generada por I por I 2-I 1 , así que tenemos:
que reduciendo la ecuación nos quedaría:
Suponiendo que se trate de un autotransformador ideal, es decir, que no tenga pérdidas y que la corriente necesaria para provocar el flujo sea mínima, tendremos que las potencias de entrada y salida serán iguales:
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CIRCUITOS EQUIVALENTES Si se desprecia la no linealidad de las características de excitación, el autotransformador puede representarse por uno de los circuitos de la figura 1.
Figura 1: Circuitos equivalentes exactos de un autotransformador Según el teorema de Thévenin, el autotransformador visto desde sus terminales de baja tensión equivale a una fuerza electromotriz igual a la tensión en circuito abierto E ocx ocx medida entre los terminales de baja tensión, en serie con la impedancia Z scx scx medida entre los terminales de baja tensión con los terminales de alta en cortocircuito, como en la parte derecha del transformador ideal de la figura 1 (a). Si la razón de transformación del transformador ideal es V H / E ocH ocH , la tensión en sus terminales de alta es igual a la alta tensión V H del autotransformador real. Esta razón de tensiones en circuito abierto es muy aproximadamente igual a (N1 + N2) / N2 donde N1 y N2 son los números de espiras de los devanados serie y común, respectivamente. Puede demostrarse que si se conecta entre los terminales de alta del autotransformador ideal la admitancia en circuito abierto Y ocH ocH medida desde el lado de alta tensión del transformador real, el circuito de la figura 1 (a) es un circuito equivalente exacto del autotransformador tanto para el lado de alta tensión como para el de baja. Evidentemente, si se realizan las medidas en circuito abierto en el lado de baja tensión y las medidas en cortocircuito desde el lado de alta tensión, también el circuito de la figura 1 (b) será un circuito equivalente exacto del autotransformador. Cuando se desprecia la corriente de excitación, los circuitos equivalentes exactos de la figura 1 se reducen a los circuitos equivalentes aproximados de la figura 2.
Figura 2: Circuitos equivalentes aproximados de un autotransformador
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CONEXIÓN DEL AUTOTRANSFORMADOR 1. Primer caso:
2. Segundo caso:
3. Tercer caso:
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4. Cuarto caso:
3.
Bibliografía: http://patricioconcha.ubb.cl/transformadores/autotransformador.htm http://www.nichese.com/trans-auto.html
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