Los transform transf orm adore adoress Son máquinas alimentadas con CA cuya función es modificar sus características de tensión y/o intensidad. Tipos: Potencia: varí a los valores de tensión (elevador-reductorautotransformador). Medida: varí a los valores de grandes tensiones o intensidades para medirlas sin peligro.
SIMBOLOGÍA
21/02/2011
Félix A. Gonzá González
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A
E structura interna
El núcleo ferromagnético: formado por chapas de acero y silicio, aisladas entre si para disminuir las corrientes parásitas.
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Los bobinados: primario y secundario, de hilo de Cu barnizado. – Simétrico. – Concéntrico. – Alterno. – Acorazado.
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B
P rinc rincipio ipio de funcio f uncionam nam ie iento nto
La Vp provoca una Ip que genera un Φ magnético que induce una Vs. Ley de Faraday: ε = − N
Δφ Δt
r
=
r
(v x B )l
Convenio puntos.
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C
Relaci ó n de transform transf orm aci ó n • Es la la re rela lacció iónn ent entre re la lass f.e f.e.m .m.. del primario y el secundario.
r t =
ε p
• Cómo εp=- V Vp y εs=- V Vs • Todo transformador real tiene pérdidas de flujo, pero se consideran ideal su rt. 21/02/2011
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ε p ε s
=
N p
= − N p
r t =
N s Δφ Δt
; ε s
V p V s
= − N s
=
Δφ Δt
N p N s 6
Co m portam Com portamie iento c on iento con carga
D
La Is provoca una variación en el Φ común y, por tanto, deberí a variar εp=-Np ( ΔΦ / Δ t), t), pero no puede variar εp=- V Vp. Lo que varí a es la Ip para compensar la variación del Φ y así mantener casi constante la FMM total y que varí en en poco Φ, εp y εs del vací o a carga. FMM = N I = N I p p
Pérdidas en el Cu: Rp y Rs Pérdidas corrientes parásitas: Rc Pérdidas histéresis: Xm. Pérdidas flujo de dispersión: Xp y Xs
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B
Circuito e q u . sim plificad plificado o
Supresión ramas excitación: Iex<
Xeq = Xp + Xs
Desplazar ramas excitación: Re q = Rp + Rs
Xeq = Xp + Xs 21/02/2011
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C
Diagr am a vec Diagram vectorial torial
Con carga inductiva: Is retrasada φ Vs ε S
> V S r
ε S
r
r
r
r
= V s + Rs I s + X s I s
Con carga capacitiva: Is adelantada φ Vs V s
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< ε s < V s
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Con carga resistiva: Is en fase Vs ε s
> V s
Representación vectorial conjunto pr y sec:(carga XL)
r r
ε p ε s 21/02/2011
r
r
r
= V p − R p I p − X p I p r
r
r
r
r
r
r
= V s + Rs I s + X s I s Félix A. Gonzá González
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D
Regulaci ó n del voltaje
La carga hace variar Vs, mientas Vp es constante, para poder comparar diferentes transformadoress definimos la RV. transformadore RV =
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V so
− V sp c
V spc
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.100
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E
E nsayos transform ador
Ensayo en vací o: Se aplica Vp= Vnominal e Ip=Is=0. Como Rp y Xp <
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Ensayo cortocircuito: La Vp ( Vbaja Vbaja) se regula hasta que Ip e Is = Inominales. Se mide Vp, Ip y P alimentación. Cómo I (Rc y Xm) <<, la caí da da dentro del transformador es debida a Rp, Xp, Rs y Xs. Se calcula Z (elementos serie). La P consumida es debida a las pérdidas del Cu, proporcional a Is (S)
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F
E fic ficiencia iencia tran transform sform ador η =
Psal Pent
Psal
=
Psal Psal + pérdidas
=
Psal Psal + Pcu + Pnúcleo
= VsIs cos ϕ s
Pent = VpIp cos ϕ p PCu
2
= RpIp + RsIs
2
; PCu
= Req Is
2
Pnucleo = Ihistéresis + Iparásitas
El η es máximo cuando:
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PCu
=
Pnúcleo 15
6.3
Otros tran t ransf. sf. pot potencia encia
Transf. Con derivación.
Autotransformador.
Trif ásico.
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r tc
=
V b V a
=
I a I b
=
r t
V LP V LS Félix A. Gonzá González
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Conex iones transf. t ransf. trif á sico
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6.4
Transfor ransform m adores m edida
De potencial (V): suministra una muestra del primario al secundario para ser medida. De corriente (I): toma una muestra de I de lí nea nea a través del primario y la reduce a un nivel seguro para medirla.
