Si aplicamos V = V máx cos wt tendremos

Transcripción

1 7 EL TRASFORMADOR 7- El REACTOR CO DOS DEAADOS Si sobre un mismo núcleo de hierro se ponen dos devanados de y vueltas respectivamente que se llaman rio y rio tendremos un transformador. Desde el punto de vista práctica cualquiera puede ser primario o secundario.- Si aplicamos máx cos wt tendremos,44 f max y 4,44f max. 4 Si tendremos un transformador elevador y reductor en caso contrario. K Relación de transformación Mientras el secundario está en vacío (sin carga) es como si no existiera para el primario. eamos qué sucede si conectamos una carga. 7- EL TRASFORMADOR AJO CARGA Usaremos el principio de superposición que dice que el efecto resultante de la acción simultánea de un cierto número de causas, está dado por la suma de los efectos producidos por cada una de dichas causas, actuando independientemente (sistemas lineales).- Al existir una corriente de carga aparecerá una f.m.m. y por lo tanto un segundo flujo opuesto en cada instante al primero (Ley de Lenz). Este flujo inducirá una tensión en cada arrollamiento tal que se opone a la tensión inducida por el primer flujo.- El flujo provocado por la no cancelará toda la tensión inducida en el primario debida al primer flujo puesto que el flujo de dispersión del rio no concatena al primario sino que se cierra por el aire.- Como la tensión inducida en el rio está prácticamente cancelada (se cancelaran los flujos) y la tensión de alimentación necesita una opuesta, aparecerá un exceso de corriente ria que restablecerá el flujo principal a su valor original. La tensión inducida primaria difiere de la tensión aplicada solamente en las caídas R y L S las que son generalmente muy pequeñas.- La corriente magnetizante de un transformador es casi constante (roduce un flujo constante).- La f.m.m. del rio es cancelada por una f.m.m. del rio producida por un incremento de la corriente primaria.- 3

2 La corriente de vacío es entre el y 5% de la aproximadamente vale: (Despreciando 0 ).- por lo que K Cuando el primario toma potencia, el secundario la entrega a la carga: Entra a la máquina por el rio y sale a la carga por el rio. En el otro semiciclo es al revés: entra al transformador por el rio y el rio lo entrega a la fuente CRCUTO EQUALETE COMLETO Con lo visto hasta aquí se puede hacer el circuito equivalente de la figura. Se pueden referir todos los parámetros y magnitudes de un lado a otro del transformador, teniendo en cuenta el número de vueltas y, según las siguientes expresiones: K ; K ; Z K Z Con lo que el circuito equivalente completo quedará: 33

3 Si transferimos los parámetros del circuito paralelo al lado primario introducimos una gran simplificación a costa de un error muy pequeño.- R R + R X X + X ara el uso más frecuente se desprecia la rama en paralelo CRCUTO EQUALETE REDUCDO En el cálculo de circuitos este modelo es el más usado y se conoce como Circuito Equivalente Reducido del transformador. Según el tipo de carga los diagramas Fasoriales serán: Tensión de Corto Circuito Uk: es la tensión con la que hay que alimentar un lado del transformador cuando el otro está en corto circuito para que circule la corriente nominal. Suele darse en porciento de la tensión nominal. u % k U k U 00 La corriente de corto circuito será: cc n / uk%. En transformadores de gran potencia el uk % es mayor (hasta un 30%). 34

4 7-5 ERDDAS E EL CORE Son las llamadas pérdidas de continua o efecto Joule, más las pérdidas adicionales (muy bajas).- Es la disipación producida en la resistencia óhmica de los arrollamientos.- cu y + ad ; y R Las pérdidas Joule crecen con la temperatura, mientras que las pérdidas U adicionales bajan. ad son despreciables para este curso.- R Las pérdidas en el cobre varían con el cuadrado de la corriente. Si cu son las pérdidas en el cobre con carga nominal (), para un estado cualquiera de corriente serán: cu cu 7-6 REGULACO Y REDMETO Regulación: es la caída de tensión que se produce en el interior del transformador ( U ) expresada en tanto por ciento de la tensión secundaria en vacío (U U0) que se produce en un estado de carga determinado. (grado de carga y factor de potencia) r % 00 (Tensión a cto. abierto - Tensión en carga),0 (Tensión a cto. abierto) η% Rendimiento: Como en toda máquina el rendimiento es el cociente entre la potencia (o energía) útil entregada a la carga y la potencia c arg a consumida (entregada + pérdidas), al igual que la 00 pot. c arga + p + p regulación se expresa en general en porciento. Fe an 35

5 7-7 ESAYOS DEL TRASFORMADOR Ensayo de vacío: Tiene por objeto la determinación de las pérdidas en el hierro y la corriente de vacío.- El ensayo se realiza a tensión nominal y se mide corriente y potencia.- Ensayo de c.cto.: Tiene por objeto la determinación de las pérdidas en el cobre y la tensión de corto circuito a una temperatura de referencia (75 ).- Se aplica U K hasta que circule nominal. y se mide tensión, potencia y corriente.- En este curso se medirán U K y en obviando la referencia a TRASFORMADORES E ARALELO ara el trabajo en paralelo de dos transformadores deben cumplirse las siguientes condiciones: - K A K UA U ; UA U - u KA % u K % (ueden diferir hasta en un 0%) Es conveniente además que ϕ KA ϕ K ; es decir que U RA % u R % y u XA % u X % También se acepta una discrepancia de un 0% en el ángulo. 3- guales desfasajes de la tensión del secundario respecto del primario. Es decir igual índice del Grupo de Conexión. Ejemplo: Dd0 con Yy0 o bien Dy5 con Yd5 4- Relación de otencias no mayor de 3 (SA/S < 3) 5- guales secuencias de los transformadores. En general, si ϕka es distinto de ϕk, la potencia transmitida por el conjunto será: S T ( S A cosϕ A + S cosϕ ) + ( S Asenϕ A + S senϕ ) 36

6 Diagrama Fasorial Si los uk% son distintos el primero en sobrecargarse será el de menor uk%. El grado de carga se relaciona en forma inversa con los uk% según: Es conveniente que al trabajar dos transformadores en paralelo el de menor potencia sea el de mayor uk%, así trabajará al 00 % el de mayor potencia. 37

7 7-9 EL AUTRASFORMADOR K si K autotrafo reductor (A. R.) si K autotrafo elevador (A.E.) Si A. R. + 3 Si es A.E. + 3 i ELEADOR + ( - ) C i + 3 v K i M M REDUCTOR ( - ) +.cond. ind. K i M M 38