División de ingenierías Campus Irapuato-Salamanca
Fundamentos de ingeniería Eléctrica
Alumno: Rivera Argüello Abimael
Docente: Vázquez Mosqueda Heriberto
Trabajo: Investigación de los transformadores
Fecha de Entrega: 29/04/2021
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Fundamentos de Ingeniería Eléctrica: Transformadores Monofásicos y Trifásicos, Resúmenes de Electrónica
Este documento ofrece información detallada sobre transformadores monofásicos reales y ideales, su funcionamiento y diferencias, así como el concepto de transformadores trifásicos y su construcción. El texto incluye ecuaciones clave y diagramas para mejorar la comprensión.
Tipo: Resúmenes
2020/2021
1 / 5
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División de ingenierías Campus Irapuato-Salamanca
Fundamentos de ingeniería Eléctrica
Alumno: Rivera Argüello Abimael
Docente: Vázquez Mosqueda Heriberto
Trabajo: Investigación de los transformadores
Fecha de Entrega : 29 / 04 /202 1
4.1 Transformador monofásico real. Un transformador es un aparato para convertir energía eléctrica con un nivel de voltaje en energía eléctrica con otro nivel de voltaje a través de la acción de un campo magnético. Los transformadores reales pueden ser fabricados para dos o más bobinados, físicamente están enrollados alrededor de un núcleo ferromagnético, en comparación al transformador ideal que no se fabrica. Figura 1: Transformador real sin carga conectada al secundario El transformador primario está conectado a una fuente de potencia de ca y el devanado secundario está abierto. La base de la operación de un transformador se puede derivar de la ley de Faraday: 𝑑𝜆 𝑒𝑖𝑛𝑑 = 𝑑𝑡 Donde 𝜆 es el flujo concatenado en la bobina a través de la cual se induce el voltaje. El flujo concatenado 𝜆 es la suma del flujo que pasa a través de cada vuelta en todas las vueltas de la bobina: 𝑁 𝜆 = ∑ 𝜙𝑖 𝑖= 1 El flujo concatenado total a través de una bobina no es exactamente N 𝜙, donde N es el número de vueltas en la bobina, puesto que el flujo que pasa a través de cada vuelta de la bobina es ligeramente diferente del flujo en las demás vueltas, lo cual depende de la posición de la vuelta dentro de la bobina. Sin embargo, es posible definir el flujo promedio por vuelta en una bobina. Si el flujo ligado total en todas las vueltas de la bobina es 𝜆 y si hay N vueltas, entonces el flujo promedio por vuelta esta dado por:
4.3 Transformador trifásico.
Un transformador trifásico es una máquina eléctrica que permite aumentar o disminuir la
tensión en un circuito eléctrico trifásico, manteniendo una relación entre sus fases la cual
depende del tipo de conexión de este circuito.
Se fabrican de dos maneras, una de ellas consiste en tomar tres transformadores
monofásicos y conectarlos en un banco trifásico.
Construcción de los transformadores trifásicos
transformación de tensiones mediante un banco de tres transformadores monofásicos
idénticos (fig. 1) o mediante un transformador trifásico (fig. 2)
cada columna de un transformador trifásico se le
puede considerar como un transformador
monofásico. Asi, cuando un banco o un
transformador trifásico funcionan con cargas
equilibradas, todos los transformadores
monofásicos del banco o todas las columnas del
transformador están igualmente cargados y bastara
con estudiar uno solo de ellos mediante su circuito
equivalente. Hay que tener en cuenta, entonces que
las tensiones y corrientes a que la potencia de una
fase es la tercera parte de la total. De esta manera,
todas las expresiones obtenidas anteriormente para
el estudio del transformador monofásico se pueden
adaptar para el estudio de las transformaciones
trifásicas con cargas equilibradas
En un transformador trifásico o en un banco trifásico podemos distinguir dos relaciones de
transformación diferentes:
La relación de transformación m es el cociente entre las tensiones asignadas de fase del
primario y del secundario:
La relación de transformación mT es la normalmente de da como dato y es el cociente entre
las tensiones asignadas de línea del primario y del secundario:
4.4. Otros. Un tipo de transformador consta de una pieza de acero rectangular, laminada, con los devanados enrollados sobre dos de los lados del rectángulo. Esta clase de construcción, conocido como transformador tipo núcleo. El otro consta de un núcleo laminado de tres columnas, cuyas bobinas están enrolladas en la columna central. Esta clase de construcción se conoce como transformador tipo acorazado. A los transformadores de potencia se les llama de diferentes maneras, dependiendo de su uso en los sistemas de potencia. A un transformador conectado a la salida de un generador y que se usa para aumentar su voltaje a veces se le llama transformador de unidad. Al transformador que se encuentra al final de la línea de transmisión que baja el voltaje a niveles de transmisión a niveles de distribución se le llama transformador de subestación. Al transformador que toma el voltaje de distribución y lo disminuye hasta el voltaje final que se utiliza la potencia se le llama transformador de distribución. Transformadores para instrumentos Se utilizan dos tipos de transformadores de propósito especial con los sistemas de potencia para hacer mediciones. Uno es el transformador de potencial y el otro es el transformador de corriente. El transformador de potencial es un transformador con devanados especiales: El primario para alto voltaje y el secundario para bajo voltaje. Su único propósito es suministrar una muestra del sistema de voltaje de potencia a los instrumentos que lo monitorean. Los transformadores de corriente toman una muestra de la corriente en una línea y la reducen a un nivel seguro y mesurable. Consta de un devanado secundario enrollado alrededor de un anillo ferromagnético, con una sola línea primaria. Este flujo induce un voltaje y una corriente en el devanado secundario.