REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSAUNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL BOLIVARIANANCLEO ANZOTEGUIEXTENSIN AGUASAY

PRINCIPIOS GENERALES DE LOS TRANSFORMADORES

Profesora:Bachilleres:Rosanne Astudillo Lorwis CorderoLuis NateraLuis BritoEmilio Bermdez Pedro ValeraVctor CanelnRobert Lunar Ing. Mecnica5to semestre

Aguasay, marzo de 2015NDICE GENERALINTRODUCCIN 1 Principios fundamentales de los transformadores1.1 Induccin electromagntica1.2 Lneas de fuerza1.3 Flujo magntico1.4 Ley de Ampere1.5 Ley de Induccin de Faraday1.6 Regla de Fleming o de la mano derecha1.8 Curva de magnetizacin1.8 Histresis2 Caractersticas constructivas.2.1 Tipos de arrollados2.2 Caractersticas constructivas del ncleo2.3 Enfriamiento2.4 Diagrama fasorial2.5 Circuitos equivalentes3 El transformador3.1 Transformador en vaco3.2 Transformador bajo carga3.3 Ensayo3.4 Clculo de rendimiento y regulacin4 Autotransformadores4.1 Caractersticas4.2 Funcionamiento4.3 Ventajas y desventajas5 Transformadores trifsicos, conexiones y usos de las unidades monofsicas y trifsicas. 6 Operacin de en paralelo de los transformadores trifsicosCONCLUSINBIBLIOGRAFA

NDICE DE FIGURASFigura 1.1 Dominios de un Material FerromagnticoFigura 1.2 Lneas de fuerza del campo magnticoFigura 1.2.1. Lneas de fuerza del campo magntico de: a) un imn, b) una espira de corriente.Figura 1.3.1 flujo magntico a travs de una superficieFigura 1.4.1 Aplicacin de la Ley de AmpereFigura 1.6.1 Regla de Fleming o de la mano derechaFigura 1.7.1 curva de magnetizacinFigura 1.8.1 Ciclo de Histresis de un material ferromagnticoFigura 2.4.1 diagrama fasorial con factor de potencia atrasado Figura 2.4.2 diagrama fasorial con un factor de potencia igual a unoFigura 2.4.3 diagrama fasorial (regulacin negativa)Figura 2.5.1 circuito equivalente resultanteFigura 3.1 transformador monofsico Figura 3.1.1 transformador monofsico en vacoFigura 3.2.1 transformador bajo cargaFigura 5.1.1 funcionamiento de los autotranformadores conexin Delta-DeltaFigura 5.2.1 funcionamiento de autotranformador conexin Delta-EstrellaFigura 5.3.1 Conexin Estrella-deltaFigura 5.4.1 Conexin Estrella-estrellaINTRODUCCIN El campo la energa electromagntica ha sido para el hombre uno de los descubrimientos ms importantes a estudiar; desde hace varios siglos y desde los comienzos de la humanidad la energa despert la curiosidad humana por saber de dnde provena, a que se deban y que utilidad podran tener la energa emanada de los fenmenos naturales; dando inicio a un proceso que permitira hacer uso de la enorme energa contenida en beneficio de la humanidad.Los campos electromagnticos devienen de la electricidad, cuyo origen presenta una serie de diferencias de voltaje, que van a determinarse, segn sea entre ms elevado sea el voltaje, ms fuerte ser el campo que resulta y el cual se presenta como un fenmeno que existe aunque no haya corriente.Hoy con los avances tecnolgicos que han venido desarrollndose a travs de la historia del mundo, el hombre ha logrado crear fuentes generadas por estos campos y que se han valido de la corriente elctrica como fuente principal para determinar su intensidad, pues estos campos se originan cuando se pone en marcha un aparato elctrico y fluye la corriente; donde la intensidad del campo disminuye conforme aumenta la distancia desde la fuente.En la actualidad el hombre pudo controlar esa energa y transmitirla a travs de los transformadores para ser distribuida a travs de un proceso de induccin electromagntica mediante el cual campos magnticos generan campos elctricos. Al generarse un campo elctrico en un material conductor, los portadores de carga se vern sometidos a una fuerza y se inducir una corriente elctrica en el conductor; constituyendo este fenmeno de la induccin magntica constituye el principio bsico de los generadoreselctricos. Es de esta forma como nace el transformador, invento que vino a generar y distribuir la corriente directa a la humanidad y a permitir su desarrollo y avances a travs del uso de la corriente alterna como fuente primaria de generacin, permitiendo a travs de ellos variarse los valores de los voltajes e intensidades

1. Principios fundamentales de los transformadores1.1 Induccin electromagnticaEl descubrimiento de Oersted, hecho pblico en 1820, demostr que la corriente que fluye en un hilo desva la aguja de una brjula convenientemente situada en su inmediata proximidad, lo que ndica que a toda corriente elctrica se encuentra invariablemente asociado un campo magntico. Este hecho hizo que muchos experimentadores, entre los que se encontraba Michael Faraday, supusieran que sera posible conseguir que un campo magntico produjese una corriente elctrica, pero hasta 1831, despus de once aos de experimentos, no pudo demostrar Faraday que era cierta tal proposicin inversa y, al hacerlo, estableci el principio de la induccin electromagntica.El aparato que utiliz Faraday consista en un anillo formado por una barra de hierro dulce sobre el que se haban devanado dos bobinas de hilo de cobre aislado. Al abrir y cerrar el interruptor que conectaba la bobina P con la batera, el galvanmetro G, conectado a la bobina S. mostraba una variacin que era en un sentido al cerrar el interruptor y en el opuesto al abrirlo. Mientras la corriente en la bobina P permaneca constante, no se induca corriente alguna en la bobina S.El aparato utilizado por Faraday fue el precursor del transformador de c. a. (al que se suele conocer con el nombre de transformador esttico a causa de la ausencia de partes mviles). Loa materiales ferromagnticos, son aquellos materiales que mantienen un momento magntico incluso cuando el campo magntico aplicado se anula, entre estos materiales estn el hierro, nquel y cobalto. Este efecto se produce debido a la fuerte interaccin magntica que tienen los tomos o electrones que conforman al material ferromagntico. En los materiales ferromagnticos existen regiones llamadas dominios que pueden o no estar alineados en la misma direccin. El campo magntico es similar al campo gravitacional y elctrico, ya que si en una regin del espacio existe un campo magntico y se colocara una carga en movimiento sta experimentara una fuerza magntica. Tal como se indica en la figura 1.1

Figura 1.1 . Dominios de un Material Ferromagntico

La figura 1.1 Muestra un material ferromagntico donde los campos de los dominios estn orientados al azar ya que no hay campo externo aplicado, con lo cual el campo magntico resultante producido por el material es nulo.

1.2 Lneas de fuerzaPara poder visualizar el efecto del campo magntico se utilizan las denominadas Lneas de Fuerza, las cuales indican la intensidad del campo en diferentes regiones del espacio.

Figura 1.2 Lneas de fuerza del campo magntico. Fuente Internet

Figura 1.2.1. Lneas de fuerza del campo magntico de: a) un imn, b) una espira de corriente. Fuente Internet

1.3 Flujo magnticoEl flujo magntico es una magnitud proporcional al nmero de lneas de fuerza magntica que atraviesan una superficie S.

Figura 1.3.1 flujo magntico a travs de una superficie. Fuente Internet

1.4 Ley de AmpereLa ley fundamental que expresa el origen del campo magntico por medio de una corriente elctrica es la Ley de Ampere. Esta ley indica que el campo magntico B producido en el vaco por una corriente

Dnde: B: Campo magntico producido. dL diferencial de longitud. 0: Permeabilidad del Vaco (410 7 m/H).I: Corriente total que atraviesa la curva de integracin c.

Figura 1.4.1 Aplicacin de la Ley de Ampere. Fuente Internet

1.5 Ley de Induccin de Faraday

Establece que cuando existe un movimiento relativo entre el campo magntico y el circuito se inducen tensiones en los terminales del conductor cuya magnitud depende de la intensidad de campo, de la velocidad con que el conductor corta las lneas de flujo y del nmero de conductores.

1.6 Regla de Fleming o de la mano derechaEsta es una regla prctica que se utiliza para determinar el sentido de la fuerza electromotriz inducida (e) y de la fuerza magntica (F) sobre el conductor. Primero se colocan los dedos ndice, medio y pulgar perpendiculares entre s, de forma que el ndice indique la direccin y sentido del campo magntico B. El pulgar indica la direccin y sentido del movimiento. El dedo medio indica la fuerza electromotriz inducida tal como lo indica la figura.

Figura 1.6.1 Regla de Fleming o de la mano derecha. Fuente Internet

1.7 Curva de magnetizacinLa curva de magnetizacin de un material ferromagntico se obtiene en forma experimental, en la cual se representa los valores del campo magntico B y el vector magnetizante H. La figura 1.7 muestra una curva de magnetizacin particular de un material, en la cual se distinguen las zonas caractersticas de la misma (zona lineal (a), codo de saturacin (b) y zona de saturacin (c).

Figura 1.7.1 curva de magnetizacin. Fuente Internet1.8 HistresisEs la tendencia que tiene el material ferromagntico de conservar su imanacin o de oponerse a una variacin de su imanacin. Esta propiedad se observa en la curva de magnetizacin, la cual es diferente cuando se obtiene aumentando H y cuando se disminuye H. Si se aplica corriente alterna por el devanado del ncleo se obtiene el Ciclo de Histresis del Material Ferromagntico.

Figura 1.8.1 Ciclo de Histresis de un material ferromagntico. Fuente Internet2. Caractersticas constructivas.El transformador es un dispositivo que convierte energa elctrica de un cierto nivel de voltaje, en energa elctrica de otro nivel de voltaje, por medio de la accin de un campo magntico. Est constituido por dos o ms bobinas de alambre, aisladas entre s elctricamente y arrolladas alrededor de un mismo ncleo de material ferromagntico. Estas bobinas estn arrolladas formando un devanado.

2.1 Tipos de arrolladosEl arrollado que recibe la energa elctrica se denomina devanado de entrada y el arrollado del que se toma la energa elctrica a la tensin transformada se denomina devanado de salida. En concordancia con ello, los lados del transformador se denominan lado de entrada y lado de salida.2.2 Caractersticas constructivas del ncleoEl ncleo magntico est formado por laminaciones de acero que tienen pequeos porcentajes de silicio (alrededor del 4%) y que se denominan "laminaciones magnticos", estas laminaciones tienen la propiedad de tener prdidas relativamente bajas por efecto de histresis y de corrientes circulantes.Estn formados por un conjunto de laminaciones acomodadas en la forma y dimensiones requeridas.La razn de usar laminaciones de acero al silicio en los ncleos de las mquinas elctricas, es que el silicio aumenta la resistividad del material y entonces hace disminuir la magnitud de las corrientes parsitas o circulantes y en consecuencia las prdidas por este concepto.Tipos de transformadores de acuerdo al ncleo Tipo ncleo: cuando el circuito magntico toma la forma de un anillo nico por dos o ms grupos de bobinas primarias y secundarias distribuidas alrededor de la periferia del anillo. Los devanados pueden colocarse de varias formas en el ncleo. Tipo acorazado: cuando las bobinas del primario y secundario toman la forma de un anillo comn que est rodeado por dos o ms anillos de material magntico distribuidos alrededor de su periferia. 2.3 EnfriamientoLos transformadores deben tener sistema de enfriamiento. Los radiadores deben ser fcilmente desmontables para las operaciones de reparacin y limpieza, deben conectarse a la cuba del transformador mediante bridas y vlvulas de exclusin y deben ser previstos para el mismo grado de vaco que la cuba. Dichas conexiones no deben intervenir o impedir el levantamiento del ncleo, y deben permitir la remocin de un radiador sin necesidad de vaciar el aceite de la cuba.Cada radiador debe estar provisto de un cncamo, de un tapn inferior para descargar el aceite y de un tapn superior para el escape del aire. Para cada una de las conexiones mencionadas debe suministrarse una brida ciega, a prueba de aceite, para emplearse cuando se quite el radiador.Los radiadores deben ser proyectados de modo de soportar sin dao vibraciones, impedir acumulacin de sedimentos, y ser accesibles para limpieza y pintura (cuando corresponda). Adems deben construirse de forma que eviten el depsito de agua en las superficies externas que permitan la descarga total del aceite, e impidan la acumulacin de burbujas de gas durante el relleno de la cuba. El nmero de radiadores debe ser tal que sea posible el funcionamiento de los transformadores al 80% de la carga nominal con un radiador fuera de servicio.Los radiadores sern galvanizados por inmersin en caliente.

2.4 Diagrama fasorialPara obtener la regulacin de voltaje en un transformador se requiere entender las cadas de voltaje que se producen en su interior. Consideremos el circuito equivalente del transformador simplificado de la figura 5. Los efectos de la rama de excitacin en la regulacin de voltaje del transformador puede, ignorarse, por lo tanto que solamente las impedancias en serie deben tomarse en cuenta. La regulacin de voltaje de un transformador depende tanto de la magnitud de estas impedancias como del ngulo fase de la corriente que circula por el transformador. La forma ms fcil de determinar el efecto de la impedancia y de los ngulos de fase de la corriente circulante en la regulacin de voltaje del transformador es analizar el Diagrama Fasorial, un esquema de los voltajes y corrientes fasoriales del transformador.En los diagramas siguientes, el voltaje fasorial VS se supone con un ngulo de 0 y todos los dems voltajes y corrientes se comparan con dicha suposicin. Si se aplica la ley de voltajes de Kirchhoff al circuito equivalente de la figura 5 (b), el voltaje primario se halla:VP / a = VS + REQ IS + j XEQ ISUn diagrama fasorial de un transformador es una representacin visual de esta ecuacin.La figura nos muestra un diagrama fasorial de un transformador que trabaja con un factor de potencia atrasado. Es muy fcil ver que VP / a VS para cargas en atraso, as que la regulacin de voltaje de un transformador con tales cargas debe ser mayor que cero.

Figura 2.4.1 diagrama fasorial con factor de potencia atrasado. Fuente Internet En la figura 2.4.1 puede verse un diagrama fasorial con un factor de potencia igual a uno. Aqu nuevamente se ve que el voltaje secundario es menor que el primario, de donde VR 0. Sin embargo, en esta oportunidad la regulacin de voltaje es un nmero ms pequeo que el que tena con una corriente en atraso.

Figura 2.4.2 diagrama fasorial con un factor de potencia igual a uno. Fuente InternetSi la corriente secundaria est adelantada, el voltaje secundario puede ser realmente mayor que el voltaje primario referido. Si esto sucede, el transformador tiene realmente una regulacin negativa como se ilustra en la figura.

Figura 2.4.3 diagrama fasorial (regulacin negativa). Fuente Internet2.5 Circuitos equivalentesEs posible construir un circuito equivalente que tenga en cuenta todas las imperfecciones principales de los transformadores reales. Cada imperfeccin principal se considera a su turno y su efecto se incluye en el modelo del transformador.El efecto ms fcil de definir en el patrn o modelo del transformador es el de prdidas en el cobre. Las prdidas en el cobre son prdidas por resistencias en las bobinas primaria y secundaria del transformador. Ellas son incorporadas en el modelo, poniendo una resistencia RP en el circuito primario del transformador y una resistencia RS en el circuito secundario.Tal como se explic, anteriormente, el flujo de dispersin en la bobina primaria f LP, produce un voltaje e LP expresado por:eLP (t) = NP df LP/dty el flujo de dispersin en la bobina secundaria f LS produce un voltaje e LS dado por:eLS (t) = NS df LS/dtPuesto que gran parte del camino del flujo de dispersin es a travs del aire y como el aire tiene una reluctancia constante mucho mayor que la reluctancia del ncleo, el flujo f LP es directamente proporcional a la corriente del circuito primario iP y el flujo f LS es directamente proporcional a la corriente secundaria iS:f LP = (PNP)iPf LS = (PNS)iSen donde:P = camino de la permeancia del flujoNP = nmero de vueltas en la bobina primariaNS = nmero de vueltas en la bobina secundariaSustituyendo las ecuaciones, el resultado eseLP (t) = NP d/dt (PNP)iP = N2PP diP/dteLS (t) = NS d/dt (PNS)iS = N2SP diS/dtLas constantes en estas ecuaciones se pueden agrupar, entonces:eLP (t) = LP diP/dteLS (t) = LS diS/dten donde LP = N2PP es la autoinductancia de la bobina primaria y LS = N2SP es la autoinductancia de la bobina secundaria. Entonces, el flujo de dispersin podr representarse en el modelo por los inductores primario y secundario.Cmo pueden definirse en el modelo los efectos de excitacin del ncleo? La corriente de magnetizacin im es una corriente proporcional (en la regin no saturada) al voltaje aplicado al ncleo y que retrasa el voltaje aplicado por 90, en tal forma que puede modelarla una reactancia XM conectada a travs de la fuente de voltaje primario. La corriente de prdidas en el ncleo ih+e es una corriente proporcional al voltaje aplicado al ncleo, que est en fase con el voltaje aplicado, de tal manera que puede modelarse por medio de una resistencia RC conectada a travs de la fuente de voltaje primario. (Recordemos que estas dos corrientes son, realmente, no lineales, as que la inductancia XM y la resistencia RC son, a lo sumo, aproximaciones de los efectos de excitacin reales.)En la figura 2.5.1 se muestra el circuito equivalente resultante. Ntese que los elementos que forman la rama de excitacin estn dentro de la resistencia primaria RP y la inductancia primaria LP. Esto se da porque el voltaje efectivamente aplicado al ncleo es realmente igual al voltaje de entrada, menos la cada de tensin interna de la bobina.

Figura 2.5.1 circuito equivalente resultante. Fuente internet

3. El transformador Es un dispositivo que convierte energa elctrica de un cierto nivel de voltaje, en energa elctrica de otro nivel de voltaje, por medio de la accin de un campo magntico. Est constituido por dos o ms bobinas de alambre, aisladas entre s elctricamente y arrolladas alrededor de un mismo ncleo de material ferromagntico. Estas bobinas estn arrolladas formando un devanado.El arrollado que recibe la energa elctrica se denomina devanado de entrada y el arrollado del que se toma la energa elctrica a la tensin transformada se denomina devanado de salida. En concordancia con ello, los lados del transformador se denominan lado de entrada y lado de salida.

Figura 3.1 transformador monofsico. Fuente internet

3.1 Transformador en vacoUn transformador est funcionando en vaco cuando en uno de sus devanados est conectada la red de energa y en el otro devanado no est conectada ninguna carga (est en circuito abierto). Para lograr determinar el diagrama fasorial del transformador en vaco hay que conocer si las tensiones en bornes del transformador estn en fase o en contrafase, esto se determina utilizando la Ley de Lenz que dice que la polaridad de la tensin inducida es tal que si ella pudiera se opondra a la causa que lo produce, es decir la tensin inducida crear un flujo que trata de contrarrestar la variacin del flujo producido por el devanado primario (devanado de alimentacin).Hay que determinar cmo estn las tensiones respecto al flujo , si estn adelantando o atrasando noventa grados, esto se puede determinar estudiando cada cuarto de ciclo de la onda del flujo.

Figura 3.1.1 transformador monofsico en vaco

3.2 Transformador bajo cargaEl transformador energizado por el devanado de alta tensin (primario) por una fuente de tensin senoidal v1, se ha dispuesto una carga resistiva inductiva (impedancia RL que se supone lineal con un ngulo c) en el devanado de baja tensin (secundario).

Figura 3.2.1 transformador bajo carga. Fuente internet3.3 EnsayoConsiste en dejar un devanado del transformador en circuito abierto y alimentar por el otro devanado con su tensin nominal o de diseo. Generalmente se prefiere alimentar por el lado de baja tensin, con lo cual se obtiene una lectura ms significativa de la corriente de excitacin que es muy baja cuando el transformado r est en vaco. Bajo estas condiciones toda la corriente de alimentacin debe estar fluyendo a travs de la rama de magnetizacin del transformador, con lo cual se puede determinar las perdidas nominales en el ncleo.

3.4 Clculo de rendimiento y regulacin Los transformadores tambin se comparan y valoran de acuerdo a su rendimiento o eficiencia. El rendimiento al igual que en los motores y generadores se conoce por medio de la siguiente Ecuacin:

Para efectos prcticos del clculo del rendimiento las perdidas en el ncleo se consideran fijas debido a que el valor de Bmax no cambia apreciablemente cuando el transformador pasa de vaco a plena carga.La potencia de salida se conoce como: Psalida =V2xI1xcos 2es el factor de potencia de la carga. La regulacin permite determinar cmo vara la tensin secundaria en bornes del transformador, cuando la carga vara desde plena carga a vaco (sin carga), manteniendo constante la tensin primaria.La regulacin de tensin es muy importante en una mquina elctrica debido a que sta influye en su rendimiento el cual vara aproximadamente con el cuadrado de la tensin aplicada.Generalmente se considera conveniente tener una regulacin de voltaje tan pequea como sea posible, para un transformador ideal la regulacin es cero. No siempre es aconsejable tener una regulacin de voltaje muy baja, ya que, las corrientes de cortocircuito sern muy elevadas.La regulacin de voltaje de un transformador depende tanto de la magnitud de las impedancias como del ngulo de fase de la corriente que circula por el transformador. La forma ms fcil de 89 determinar el efecto de las impedancias y de los ngulos de fase de la corriente circulante en la regulacin de voltaje del transformador es analizar el Diagrama Fasorial.La tensin secundaria vara debido a la cada de tensin en las resistencias de los devanados y tambin al flujo disperso, ste ltimo es el que tiene una mayor influencia en la variacin, ya que la resistencia efectiva es de menor valor comparada con la reactancia de dispersin del devanado.La regulacin se debera determinar cargando primero el transformador y ajustando la impedancia de carga y la tensin primaria hasta tener en el secundario la tensin nominal con un valor de corriente que puede ser la nominal

4. Autotransformadores Son transformadores donde una parte del devanado es comn tanto al primario como al secundario. El principio de funcionamiento es el mismo que el del transformador comn, entonces la relacin de transformacin entre las tensiones y las corrientes y el nmero de vueltas se mantiene.Las corrientes primaria y secundaria estn en oposicin y la corriente total que circula por las espiras en comn es igual a la diferencia de la corriente del devanado de baja tensin y el devanado de alta tensin.4.1 CaractersticasEn efecto, puede ser concebido como un transformador con un solo bobinado con sus dos bornes accesibles y con un tercer borne accesible que conecta a una toma intermedia del bobinado y el cuarto borne comn a alguno de los dos primeros o, lo que sera equivalente, dos bobinados conectados de tal manera que tienen dos de sus cuatro bornes accesibles conectados en comn.Las caractersticas tcnicas de los transformadores a tener en cuenta para seleccionarlo son: Potencia nominal: la potencia que se obtiene en el secundario de forma continua sin que se provoquen sobrecalentamientos Perdidas de potencia: son las prdidas creadas por el efecto Joule tanto en el primario como en el secundario por los arrollamientos. Rendimiento: es la relacin entre la potencia que cede el transformador y la potencia que absorbe de alimentacin. Tensin primaria y secundaria: deben coincidir con la tensin que tenemos para aplicar en el primario y la que seseamos obtener en el secundario.4.2 FuncionamientoLos transformadores son elementos muy utilizados en la industria. Es utilizado en alta, media y en baja tensin. En baja tensin se utilizan en corriente alterna para separar circuitos, o para reducir o elevar tensin dependiendo de los devanados del transformador.La base de funcionamiento de un transformador consiste en un devanado primario que se alimenta con tensin alterna y un devanado secundario que dependiendo de la relacin con el nmero de espiras respecto del devanado primario se obtendr un transformador reductor o un transformador elevador de tensin. En electrnica podemos encontrar varios devanados secundarios o un devanado secundario con varios puntos de salida para tener varias tensiones de salida con un solo transformador. Tanto en estos casos como si el devanado primario y el secundario tienen el mismo devanado obtendremos una separacin fsica de circuitos al funcionar por flujos magnticos.El devanado se realiza con hilo de cobre cuya seccin depender de la intensidad que circular por cada devanado, para evitar cortocircuitos los hilos de cobre suelen estar esmaltados.Los autotransformadores son utilizados para potencias pequeas ya que tensiones elevadas podran provocar cortocircuitos.

4.3 Ventajas y desventajasLa principal ventaja de este tipo de transformadores radica en que se puede disminuir el tamao y los materiales utilizados respecto al transformador clsico para igual potencia nominal implicando una disminucin sustancial en los costos del equipo, aunque con algunas desventajas que deben ser tenidas en cuenta al momento de seleccionar la aplicacin de esta mquina.La principal desventaja del autotransformador que inmediatamente surge de la conexin planteada es que no dispone de aislacin galvnica entre los bobinados primarios y secundarios, por lo que una elevacin de potencial en un bobinado respecto a un punto repercute directamente en el otro. Por otra parte un corto circuito en el bobinado serie aplica gran parte (o la totalidad en caso de un corto circuito franco) de la tensin aplicada de un lado en el otro lado del transformador.5. Transformadores trifsicos, conexiones y usos de las unidades monofsicas y trifsicas. Un transformador trifsico est constituido por tres transformadores, que se encuentran separados o combinados sobre un solo ncleo. Los primarios y secundarios de cualquiera de ellos pueden conectarse en estrella o en delta, dando lugar a un total de cuatro posibilidades de conexin en el transformador trifsico: 1. Conexin Delta-Delta:Caractersticas: - Los voltajes primarios de lnea y de fase son iguales:

Las tensiones secundarias cumplen la siguiente relacin:

La relacin entre tensiones de fase es:

La relacin entre los voltajes de lnea es:

Figura 5.1.1 funcionamiento de los autotranformadores conexin Delta-Delta. Fuente internetEsta conexin se utiliza frecuentemente para alimentar sistemas de alumbrado monofsicos y carga de potencia trifsica simultneamente, presenta la ventaja de poder conectar los devanados primario y secundario sin desfasamiento, y no tiene problemas de cargas desbalanceadas o armnicas. Sin embargo, circulan altas corrientes a menos que todos los transformadores sean conectados con el mismo tap de regulacin y tengan la misma razn de tensin.2. Conexin Delta-estrella:Caractersticas:-Los voltajes de lnea y de fase son iguales en el primario y en el secundario:

Los voltajes de lnea de primario y secundario guardan la siguiente relacin:

Figura 5.2.1 funcionamiento de autotranformador conexin Delta-Estrella. Fuente internetSe usa en los sistemas de transmisin en los que es necesario elevar tensiones de generacin. En sistemas de distribucin industrial, su uso es conveniente debido a que se tiene acceso a dos tensiones distintas, de fase y lnea.3. Conexin Estrella-delta:Caractersticas: -Los voltajes primarios de lnea y de fase cumplen la relacin:

Las tensiones secundarias de lnea y fase son iguales:

La relacin de tensiones de fase es:

La relacin entre los voltajes de lnea del primario y secundario es:

Figura 5.3.1 Conexin Estrella-delta. Fuente internetSe usa en los sistemas de transmisin de las subestaciones receptoras cuya funcin es reducir el voltaje. En sistemas de distribucin es poco usual (no tiene neutro) se emplea en algunos ocasiones para distribucin rural a 20 KV.4. Conexin Estrella-estrella:Caractersticas: -Los voltajes de lnea se relacionan con los voltajes de fase segn las expresiones:

Los voltajes de lnea de primario y secundario guardan la siguiente relacin:

Figura 5.4.1 Conexin Estrella-estrella. Fuente internet Uso: Se emplea en sistemas con tensiones muy elevadas, ya que disminuye la capacidad de aislamiento. Esta conexin tiene dos serias desventajas.Si las cargas en el circuito del transformador estn desbalanceadas, entonces los voltajes en las fases del transformador se desbalancearan seriamente.No presenta oposicin a los armnicos impares (especialmente el tercero). Debido a esto la tensin del tercer armnico puede ser mayor que el mismo voltaje fundamental.

6. Operacin de en paralelo de los transformadores trifsicos La conexin de transformadores en paralelo se hace necesaria debido a los incrementos de la demanda que superan la capacidad existente o cuando los requerimientos de confiabilidad y continuidad de operacin lo exigen, este es el caso, que si un transformador falla, el otro continuar alimentando la carga sin interrupcin.Cuando la demanda de energa se reduce temporalmente, resulta ms econmico operar un transformador pequeo cerca de su lmite de capacidad a plena carga que un transformador mayor a capacidad reducida. Por lo que, cuando le demanda energtica es muy fluctuante resulta ms provechoso la instalacin de dos o ms transformadores en paralelo que utilizar un transformador de gran capacidad. En estas condiciones el sistema es ms flexible porque tiene la posibilidad de agregar una parte de los transformadores en paralelo cuando sea necesario.Dos transformadores trifsicos operarn en paralelo si tienen el mismo arreglo en los devanados (por ejemplo, Y-delta), estn conectados con la misma polaridad, tienen la misma rotacin de fase y su desplazamiento angular es el mismo.Para conectar dos transformadores en paralelo, los diagramas de tensin deben, coincidir. Por supuesto, es necesario que los dos transformadores tengan impedancia, capacidad nominal y frecuencia similares. La divisin de la corriente de carga, en proporcin a las capacidades de KVA de los transformadores en paralelo est determinada por la igualdad de sus voltajes nominales, relacin de vueltas en los devanados, porcentaje de impedancias y relaciones de su reactancia a su resistencia.Si estas condiciones no se cumplen, las corrientes de carga no se pueden dividir proporcionalmente en las capacidades nominales de KVA de los transformadores, y puede surgir una diferencia de fase entre las corrientes.

CONCLUSINLos transformadores son mquinas elctricas que permiten aumentar o disminuir la tensin en un circuito elctrico de corriente alterna, manteniendo la frecuencia, a travs de un principio de funcionamiento mediante un proceso de induccin electromagntica que constituye un fenmeno que origina la produccin de una fuerza electromotriz o voltaje en un medio o cuerpo expuesto a un campo magntico variable, o bien en un medio mvil respecto a un campo magntico esttico. Esta induccin permite establecer un cuerpo conductor que produce una corriente inducida cuya magnitud del voltaje inducido es proporcional a la variacin del flujo magntico a travs de una bobina donde una corriente que circula por un circuito origina en ste un campo magntico ligado al propio circuito que variar si cambia la corriente, permitiendo la variacin de la intensidad que circula por un circuito que provocar un cambio en el campo magntico asociado al mismo y este hecho, segn se ha dicho antes, dar lugar a una fuerza electromotriz inducida en l y cuyo efecto se denomina induccin mutua porque depende de la interaccin de dos circuitos y es el fundamento del transformador.Es a travs de los transformadores que todo este proceso se controla para generar la energa y distribuirla de forma controlada a los niveles deseados, segn sea su utilidad. Es as como los transformadores a travs de una bobina primaria recibe un voltaje alterno que har circular, por ella, una corriente alterna, que inducir un flujo magntico en el ncleo de hierro transforma la electricidad que le llega al devanado de entrada en magnetismo para volver a transformarla en electricidad, en las condiciones deseadas, en el devanado secundario.

BIBLIOGRAFAautomantenimiento.net/ Funcionamiento del Transformador y del Autotranformador patricioconcha.ubb.cl/transformadores/ P Concha. Principios Generales de los Transformadores. Chile. riuc.bc.uc.edu.ve/ F Aguino. La Enseanza de Transformadores Monofsicos. Tesis de grado, U.C. Valencia Venezuela. 2012 www.um.edu.ar/catedras. L Mrquez. Tesis de grado, U.M Principio de funcionamiento del transformador. Argentina

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