¿Alguna vez te has preguntado por qué el factor de potencia de un transformador es tan bajo cuando no tiene carga? ¡Pues tenemos la respuesta para ti! En este artículo, te explicaremos detalladamente las razones y los motivos que llevan a que el factor de potencia de un transformador sea deficiente sin carga. Descubre cómo este fenómeno puede afectar el rendimiento energético y las soluciones que se pueden implementar. ¡No te lo pierdas!
Cuando el transformador está sin carga, no fluye corriente desde el lado secundario del transformador y no se genera flujo de desmagnetización desde el MMF del lado secundario y el transformador extraerá solo la corriente sin carga de la fuente de alimentación. La mayor parte de la corriente sin carga (Io) tiene corriente de magnetización (Im). La corriente de magnetización se retrasa el voltaje primario en 90 grados eléctricos. La corriente sin carga (Io) es la suma vectorial de la corriente de magnetización (Im) y la corriente de trabajo (Iw).
El coseno del ángulo entre el voltaje aplicado (V1) y la corriente sin carga (Io) es el factor de potencia del transformador sin carga.
El ángulo entre el voltaje primario aplicado y la corriente primaria (I1) se reduce cuando aumenta la carga en el transformador. Entendamos cómo el ángulo de fase entre el voltaje primario y la corriente primaria se reduce con el aumento de la corriente secundaria.
La corriente secundaria establece su fuerza magnetomotriz que se opone al MMF primario y, por lo tanto, el MMF neto del transformador permanece bastante constante. En otras palabras, podemos decir que el transformador opera a una densidad de flujo constante para el voltaje y la frecuencia nominales.
El diagrama fasorial del transformador con carga es el siguiente.
La corriente secundaria (I2) se refleja en el lado primario del transformador y la corriente primaria es igual a la suma vectorial de la corriente sin carga y la corriente secundaria referida al lado primario del transformador.
El ángulo de fase entre el voltaje primario (V1) y la corriente primaria (I1) se reduce con una mayor carga en el transformador y, por lo tanto, se mejora el factor de potencia del transformador. En caso de que haya algo de carga en el devanado secundario del transformador, se extraerá algo más de corriente de la fuente para compensar el efecto desmagnetizador de la corriente secundaria. Entonces, ahora la corriente primaria neta contendría ‘CORRIENTE SIN CARGA’ + ‘CORRIENTE DE COMPENSACIÓN ADICIONAL (igual a la corriente secundaria)’ y, como resultado, desplazaría el fasor de corriente neta más hacia el eje de tensión y daría como resultado la mejora del factor de potencia.
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