En esta tercera entrega de preguntas y respuestas sobre transformadores, te revelaremos los secretos mejor guardados de este dispositivo esencial en el mundo de la electricidad. ¿Quieres saber cómo funcionan realmente los transformadores? ¿Cuáles son las preguntas más frecuentes en una entrevista sobre el tema? No te pierdas esta oportunidad de despejar todas tus dudas y expandir tus conocimientos en esta fascinante área. ¡Comencemos!
¿Cuál es la definición de transformador? ¿Qué es un transformador?
Un transformador es un equipo eléctrico estático que transforma el voltaje de un nivel a otro sin alterar la frecuencia. La ecuación de potencia del transformador es;
Potencia del lado primario = Pérdidas del transformador + potencia del lado secundario
Las pérdidas del transformador son despreciables con respecto a su potencia de entrada, por lo que esta puede despreciarse y;
Potencia del lado primario = Potencia del lado secundario
Vpag Ipag = Vs Is
¿Cuál es el principio de funcionamiento del transformador?
El funcionamiento del transformador se basa en la ley de inducción electromagnética de Faraday. La tasa de cambio de flujo en el primario induce voltaje en el primario. El flujo viaja a través del núcleo magnético y se conecta al devanado secundario. Y, por lo tanto, produce voltaje en el devanado secundario. La inducción mutua entre el devanado primario y secundario produce el voltaje en primario y secundario.
¿Cuál es la clasificación del transformador?
La clasificación de cualquier equipo eléctrico es su capacidad de producir una salida nominal sin aumento de temperatura por encima de su límite permisible. La corriente en el secundario del transformador no debe aumentar más allá de su corriente nominal secundaria a plena carga. La clasificación del transformador está en kVA.
¿Por qué la clasificación del transformador está en kVA?
La magnitud de la corriente secundaria depende de la naturaleza de la carga. Si el transformador está alimentando una carga resistiva, el factor de potencia es la unidad. Pero, si el transformador está entregando energía al circuito RL, RLC, RC, entonces el factor de potencia no puede ser la unidad y siempre menor que 1. El factor de potencia bajo hace que la corriente aumente sin aumentar la potencia activa.
Si la clasificación del transformador está en kW, puede suministrar a un tipo particular de carga. El fabricante del transformador no sabe para qué tipo de carga el consumidor utilizará el transformador. Por lo tanto, la clasificación del transformador es kVA.
Yo = P /(√3 V CosΦ )
I ∝ 1/ CosΦ
Por lo tanto, la corriente secundaria es inversamente proporcional al factor de potencia. Si el transformador opera con un factor de potencia más bajo, sus demandas de kVAr aumentan y, para mantener los mismos kVA, su entrega de potencia activa disminuye.
¿Cómo varía el factor de potencia del transformador?
Sin carga, cuando el secundario del transformador no está conectado a la carga, consume energía magnetizante para producir el flujo. Por lo tanto, el factor de potencia del transformador es muy bajo sin carga.
A medida que aumenta la carga en el transformador, el factor de potencia mejora y, finalmente, el factor de potencia del transformador es casi igual al factor de potencia de la carga. Del diagrama fasorial anterior, está claro que el ángulo entre la V1 y yo1 disminuye con el aumento de la carga.
¿Cuáles son los tipos de bobinado del transformador?
Hay dos tipos de bobinado.
- Devanado primario
- Devanado secundario
El devanado primario se alimenta con suministro de CA. Y, voltaje inducido en el secundario. La alimentación se toma del secundario del transformador.
¿Cuál es el núcleo del transformador?
La función del núcleo para transportar el flujo magnético. La reluctancia del núcleo debe ser mínima para que el flujo fluya fácilmente a través del núcleo del transformador. Cuanto menor sea la reluctancia, menor será la pérdida por histéresis. El acero al silicio tiene mayor permanencia. Por lo tanto, el núcleo de acero CRGO se utiliza para transformadores.
¿Cuál es la densidad de flujo máxima permisible en el núcleo del transformador?
La densidad de flujo máxima del núcleo de acero CRGO es de 1,6 a 1,8 Tesla. Si la densidad de flujo aumenta por encima de 1,8 Tesla, el núcleo no puede transportar el flujo y el calentamiento del núcleo puede causar fallas en el aislamiento del núcleo.
¿Qué es el núcleo de acero CRGO?
CRGO es la abreviatura de Cold Rolled Grain Oriented Steel. El núcleo de acero CRGO es el mejor material de núcleo para transformadores. El acero CRGO tiene propiedades magnéticas excepcionales en la dirección de laminación. Durante el laminado en frío, los cristales del acero se disponen en la dirección de formación del grano en una dirección específica.
Por lo tanto, se vuelve fácil magnetizar el núcleo. La pérdida por histéresis del núcleo de acero al silicio de grano orientado es muy inferior en comparación con el acero al silicio no orientado a la ganancia.
¿Por qué se utilizan láminas laminadas con núcleo de hierro en el transformador?
El remolino o corriente circulante fluye en el núcleo. Y esta corriente de Foucault calienta el núcleo. La magnitud de la corriente de Foucault debe ser lo más baja posible para reducir el calentamiento en el núcleo. La corriente de Foucault depende del voltaje producido en el núcleo y la resistencia del núcleo.
La resistencia de las láminas laminadas delgadas es mayor que el núcleo sólido. La razón es que el conductor delgado tiene menos área de sección transversal y gran resistencia.
I = Tensión inducida en el núcleo / Resistencia del núcleo
La magnitud de la laminación delgada es mayor, y debido a esto la corriente (I= V/R) es mucho menor. La pérdida de calor o pérdida por corrientes de Foucault (I2R) disminuye drásticamente con el uso de láminas laminadas delgadas.
¿Qué material se utiliza para el núcleo del transformador?
El acero laminado CRGO se utiliza para el núcleo del transformador. El silicio es del 4 al 5 % en el núcleo. El acero al silicio tiene las siguientes propiedades.
- Alta permeabilidad magnética
- Baja corriente de Foucault y pérdida por histéresis
- Baja fuerza de magnetoestricción
- Características de alta saturación de la rodilla.
¿Cómo se reducen las fugas magnéticas?
La fuga magnética se reduce en;
- Reducir al mínimo la corriente de magnetización
- Minimizar la renuencia del núcleo de hierro al mínimo.
- Reducir al mínimo el número de giros primarios y secundarios
- Seccionando y entrelazando el devanado primario y secundario.
¿Cómo reduce la intercalación la fuga magnética en un transformador?
El intercalado reduce la oscilación máxima de flujo del núcleo del transformador. El intercalado de bobinado está en capas como primaria-secundaria-primaria y más. Por lo tanto, utiliza el flujo máximo como inductancia de magnetización y una cantidad muy pequeña de fugas de flujo del núcleo.
Además de esto, también reduce el efecto de proximidad ya que ambos transportan flujos opuestos.
¿Qué es el flujo de fuga en un transformador?
El flujo que no se une al devanado primario y secundario es el flujo de fuga. El flujo de fuga es flujo no utilizado. Hay algún flujo que se une solo con la bobina primaria, pero no con la bobina secundaria, es el flujo de fuga primaria y contribuye a la reactancia de fuga primaria.
Del mismo modo, hay algún flujo que se vincula solo con la bobina secundaria, pero no con la bobina primaria, es el flujo de fuga secundario y contribuye a la reactancia de fuga secundaria. Ambos flujos de fuga sumados juntos dan como resultado el flujo de fuga total.
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