Sección 4

 

EL TRANSFORMADOR REAL

Ing. Percy Percy Edw Edwar ar Niño Vásqu Vásquez. ez.

 

Ley de Faraday 

Donde:

Flujo promedio

Transformador Transf ormador real sin carga en el secundario

 

Flujo mutuo y disperso en el núcleo de un Transformador 



Resolviendo la ec. Anterior:



Tenemos:

 



Flujo mutuo y disperso en el núcleo de un Transformador 

Igualmente para el secundario:

 





Ley de Faraday para el circuito primario:

Para el circuito secundario:

 



El voltaje primario y secundario debido al flujo mutuo será:



Notamos que:



Por lo tanto:

 





Si tomamos en cuenta que en un transformador se busca que:

La relación de voltaje primario y secundario del transformador será aproximadamente:

 



Es la que se requiere para producir flujo en el núcleo fferromagnético, erromagnético, consta de:

1.

La corriente de magnetización i m, que flujo en el núcleo del transformador. transformador . es la que se requiere para producir el 2.

La corriente de pérdidas en el núcleo i h+e, que es la que se requiere r equiere para compensar la histéresis y las pérdidas de corrientes parásitas.



Porr lo que la corriente de excitación del transformador será: Po

 



El significado físico de la convención de puntos es que una corriente que fluye hacia el extremo de un devanado marcado con un punto produce una fu fuer ma po va , mien mi tras qu un co que qu fl fluy ha el erza exza tremagn mognet detom e omot un otri deriz vzaposi nasiti dotiva noFm arentr cad oascque oneuuna n paucorr ntrrie oient pnte roedu cee u nuye a efuhaci ercia za a magnetomo magn etomotriz triz negativa. negativa.



Por lo tanto, dos corrientes que fluyen hacia los l os extremos marcados con un punto de sus respectivos re spectivos devanados producen fuerzas magnetomotrices que se suman. Si una corriente fluye hacia el extremo de un devanado marcado con un punto y otra fluye hacia afuera de un extremo marcado con un punto, entonces las fuerzas fuerzas magneto magnetomotrices motrices se cancelan entre sí.

 





La fuerza magnetomo magnetomotriz triz neta será

Donde R es la reluctancia del núcleo del transformador,, que es muy pequeña transformador por lo que:

 



Aspectos a considerar:

1.

Pérdidas en el cobre (I2 R) R):: Calentamiento resistivo en los devanados primari prim ario o y secun secundar dario. io.

2.

Pérdidas Pérdi das por corrie corriente ntess parási parásitas tas:: Ca Cale len ntami tamien ento to resi resist stiv ivo o en el núcl núcleo eo del del trans tra nsfor formad mador or.. Propor Proporcio ciona nall al cuadra cuadrado do del voltaj voltaje e aplica aplicado. do.

 3.

Pérdidas por histéresis: Debidas a la reubicación de los dominios magn ma gnét étic icos os en el núcl núcleo eo dura durant nte e cada cada semi semici cicl clo. o.

4.

Flujo Flu jo disper disperso: so: DP y DS

 

Donde: 





R p y Rs : Resistencias del devanado primario y secundario respectivamente. respectivamente.  X  p = ωL p: Reactancia debida a la inductancia de fuga del primario.  X s = ωLs : Reactancia debida a la inductancia dispersa del secundario.



Rc

: Considera las pérdidas por histéresis y en el núcleo.



 X M

: Considera la corriente de excitación del transformador. transformador.

 

Modelo de transformador referido a su nivel de voltaje primario

Modelo de transformador referido a su nivel de voltaje secundario

 

Modelos aproximados de transformadores: a) Referido al lado primario; b) referido al lado secundario

 

Modelos aproximados de transformadores: c) sin rama de excitación, referido al lado primario; d) sin rama rama de ex exci citac tación ión,, re refer ferido ido al lado lado secund secundar ario io