Instituto Universitario Politcnico.Santiago Mario.Extensin Porlamar.Ing. elctrico

Parte detransformador

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Johan Lunar C.I 17.653.771

Partes del transformadorEl ncleoEl ncleo est formado por varias chapas u hojas de metal (generalmente material ferromagntico) que estn apiladas una junto a la otra, sin soldar, similar a las hojas de un libro. La funcin del ncleo es mantener el flujo magntico confinado dentro de l y evitar que este fluya por el aire favoreciendo las perdidas en el ncleo y reduciendo la eficiencia. La configuracin por lminas del ncleo laminado se realiza para evitar lascorrientes de Foucault, que son corrientes que circulan entre lminas, indeseadas pues favorecen las perdidas.BobinasLas bobinas son simplemente alambre generalmente de cobre enrollado en las piernas del ncleo. Segn el nmero de espiras (vueltas) alrededor de una pierna inducir un voltaje mayor. Se juega entonces con el nmero de vueltas en el primario versus las del secundario. En un transformador trifsico el nmero de vueltas del primario y secundario debera ser igual para todas las fases.Cambiador de tapsEl cambiador de taps o derivaciones es un dispositivo generalmente mecnico que puede ser girado manualmente para cambiar la razn de transformacin en un transformador, tpicamente, son 5 pasos uno de ellos es neutral, los otros alteran la razn en ms o menos el 5%. Por ejemplo esto ayuda a subir el voltaje en el secundario para mejorar un voltaje muy bajo en alguna barra del sistema.Rel de sobrepresinEs un dispositivo mecnico que nivela el aumento de presin del transformador que pueden hacerlo explotar. Sin embargo existen varios equipos que explotan a pesar de tener este dispositivo. Existen el rel de presin sbita para presiones transitorias y el rel de sobrepresin para presiones ms permanentes.Tablero de controlContiene las conexiones elctricas para el control, rels de proteccin elctrica, seales de control de vlvulas de sobrepresin haciaFormula de voltaje segn su nmero de espira

Existe una constante que es el nmero 42, no vamos a entrar en detalles acerca del origen de este nmero, puesto que la idea no es ahondar en matemticas, si no lograr que personas con poco conocimiento logren hacer transformadores.Para calcular el nmero de espiras o vueltas de alambre de cobre, en nuestro ejemplo, se divide 42 entre los 12.8 cms2, que son el rea del ncleo de 3.2 x 4.Nmero de espiras = 42 / 12.8 Cm242dividido12.8=3.28espiras o vueltas de alambrepor voltio.Esto quiere decir, que para eldevanado primario, son120voltios del toma corriente, multiplicado por3.28, es igual a: 393espiras o vueltas de alambre de cobre. Si en su pais el voltaje de la red pblica es de220V, se multiplica,220voltios por3.28=721vueltas en el devanado primario.Para hallar el nmero de espiras deldevanado secundario, se toman los 26 voltios del transformador y se multiplican por3.28obteniendo 85 espiras o vueltas de alambre.Perdida en el hierro Estas prdidas dependen del flujo magntico y como ya se vio, el flujo solo vara con la tensin y sta suele ser constante. Quiere esto decir que las prdidas en el hierro son constantes ya sea en vaco o en carga nominal. La corriente en vaco suele obtenerse del ensayo de vaco, en el que se cuantifica la potencia absorbida y la tensin aplicada. El transformador se conecta sin ninguna carga en el secundario (en vaco).Pues bien, si tenemos en cuenta que de la potencia aplicada al primario (potencia total) una parte se perder en el hierro y otra en el cobre, el resto ser la potencia aplicada en el secundario (potencia til):

Y as el rendimiento del transformador ser:

Existen varias formas de desarrollar esta expresin:

Siendo cos el factor de potencia de la carga que puede considerarse igual que en el secundario.Otra forma es en funcin del ndice de carga:

Mediante clculos puede demostrarse que el rendimiento tendr un valor mximo cuando PFe=PCu. Si no se conoce el valor de Rccpuede obtenerse a partir del valor de las prdidas en el cobre a plena carga:

La intensidad a la que se obtiene el mximo rendimiento la obtenemos:

Conviene observar que esta expresin nos da la intensidad de mximo rendimiento para un factor de potencia determinado.Por otro lado, mientras que las prdidas en el hierro son constantes, las prdidas en el cobre aumentan segn lo hace la intensidad.

Perdida en el cobreLos fabricantes de transformadores suelen proporcionar el dato de la potencia activa que tiene el transformador cuando se realiza el ensayo de cortocircuito. En el ensayo de cortocircuito se conecta el transformador a tensin nominal, cortocircuitando el secundario. Se mide en este ensayo la potencia consumida en el transformador en estas condiciones Pcc. A esta potencia se le denomina prdidas en el cobre a mxima potencia, porque es la consumida por los arrollamientos cuando circula la intensidad nominal.

Conviene recordar que la reactancia no consume energa activa sino reactiva. Si queremos conocer la cada de tensin en el arrollamiento

ndice de carga: Un transformador puede trabajar a plena carga, es decir, conectado a sus valores nominales; o puede trabajar a un valor inferior. As pues llamamos ndice de carga a la relacin entre la intensidad de trabajo y su valor nominal

Si elevamos al cuadrado esta igualdad tendremos:

Y la expresin de las prdidas en el cobre ser: