Transformadores

Índice

CAPITULO 1. PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LOS TRANSFORMADORES 3

Art. 1-1. Inducción electromagnética 3

1-2. Transformadores acorazados y no acorazados 4

1-3. Relaciones de fase entre la corriente y la fem del primario. 5

1-4. Impedancia y admitancia de excitación 8

1-5. Diagrama vectorial del transformador en condiciones de carga 9

1-6. Factores de reducción 10

1-7. Diagrama vectorial general 11

1-8. Relaciones matemáticas y circuito equivalente 12

1-9. Circuito equivalente aproximado 13

1-10. Magnitudes relativas de las- impedancias de dispersión del primario y del secundario 13

1-15. Pérdidas en el transformador 15

1-16. Separación de las pérdidas por histéresis y por corrientes parásitas 18

1-17. Rendimiento 19

1-19. Efecto de la reactancia sobre el funcionamiento del transformador 20

1-20. Formas de onda no sinusoidales: secundario en circuito abierto 23

1-21. Efecto de la carga sobre la distorsión de corriente 25

1-22. Corriente transitoria de arranque 25

1-23. El transformador de dos devanados desde el punto de vista de la auto-inducción y de la inducción mutua 26

CAPÍTULO 2. CONEXIONES Y FUNCIONAMIENTO DE LOS TRANSFORMADORES. 27

Art. 2-1. Polaridad 27

2-2. Conexiones de los transformadores en circuitos monofásicos. 28

2-3. División de la carga entre transformadores en paralelo 29

2-4. Transformadores monofásicos en circuitos bifásicos 31

2-5. Tres transformadores en circuitos trifásicos 33

2-6. Características de funcionamiento de la conexión Y-Y 35

2-7. La conexión en A abierta o en V 36

2-8. Funcionamiento en paralelo de transformadores conectados en A abierta y cerrada 37

2-9. Características de funcionamiento de las conexiones -Y e Y- 37

2-13. Armónicos de tercer orden en transformadores conectados en T 38

2-14. Transformación de bifásica a hexafásica, conexión en doble T 40

2-15. Transformación de trifásica a hexafásica 41

2-16. Conexión en estrella interconectada o en zigzag 42

2-17. Transformación de tres a doce fases 43

2-18. Otros métodos de transformación de fases 121

2-19. Transformadores trifásicos 123

2-20. Transformadores de tensión 127

2-21. Transformadores de corriente 127

2-22. El auto-transformador 130

2-23. Diagrama vectorial y circuito equivalente del autotransfor¬-

mador 133

2-24. El regulador de inducción 138

2-25. Transformadores de tomas variables 139

2-26. Transformadores de tomas variables en sistemas trifásicos. 141

2-27. El transformador de corriente constante 143

2-28. Transformadores de triple devanado 145

2-29. Componentes simétricas en circuitos polifásicos 149

2-30. Aplicación del método de componentes simétricas 154

2-31. Ventajas del método de componentes simétricas 156

PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LOS TRANSFORMADORES

Inducción electromagnética. El descubrimiento de Oersted, hecho público en 1820, demostró que la corriente que fluye en un hilo desvía la aguja de una brújula convenientemente situada en su inmediata proxi¬midad, lo que Índica que a toda corriente eléctrica se encuentra invaria¬blemente asociado un campo magnético. Este hecho hizo que muchos expe¬rimentadores, entre los que se encontraba Michael Faraday, supusieran que sería posible conseguir que un campo magnético produjese una corriente eléctrica, pero hasta 1831, después de once años de experimentos, no pudo demostrar Faraday que era cierta tal proposición inversa y, al hacerlo, estableció el principio de la inducción electromagnética.

El aparato que utilizó Faraday consistía en un anillo formado por una barra de hierro dulce sobre el que se habían devanado dos bobinas de hilo de cobre aislado. P y S en la Fig. 1-1. Al abrir y cerrar el interruptor que conectaba la bobina P con la batería, el galvanómetro G, conectado a la bobina S. mostraba una variación que era en un sentido al cerrar el inte¬rruptor y en el opuesto al abrirlo. Mientras la corriente en la bobina P permanecía constante, no se inducía corriente alguna en la bobina S.

En general, se ve que el desarrollo de una Fem. y una corriente inducidas en la bobina del secundario S, es el resultado de la variación del flujo mag¬nético a causa de la excitación producida por la variación de corriente en la bobina del primario P. Por tanto, la energía se transfiere desde el primario al secundario mediante la interven¬ción del flujo magnético que enlaza a ambos. A fin de que tal transfe¬rencia de energía sea continua, es evidente que el primario debe ser alimentado por una Fem. y una corriente que se inviertan periódica¬mente, siendo igualmente evidente que la frecuencia de la alternancia de la Fem. y corriente en el secun¬dario ha de ser la misma que en el primario.

El aparato utilizado por Faraday (Fig. 1-11 fue el precursor del transfor¬mador de c. a. (al que se suele conocer con el nombre de transformador estático a causa de la ausencia de partes móviles).-Los modernos transfor¬madores difieren de aquél únicamente en detalles de construcción. En su, forma más sencilla, el transformador consiste esencialmente en dos devana¬dos aislados, dispuestos mutuamente de tal forma que una corriente en uno de ellos establecerá un flujo magnético que le enlace más o menos total¬mente con las espiras del otro. La Fem. inducida en el secundario tiene la frecuencia del primario y su amplitud es proporcional al flujo que barre el secundario y al número de espiras de este último. Por tanto, la Fem. del secundario puede ser mayor, igual o menor que la del primario; si es mayor, se trata de un transformador elevador; si es menor, es un transformador reductor, y si las tensiones del primario y del secundario son iguales, se dice que es un transformador de relación de transformación unidad. Estos últimos se utilizan cuando es necesario

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