Función de los Transformadores
El transformador, al igual que eleva la tensión, también la puede reducir. Es una máquina eléctrica reversible; por tanto, un trafo puede ser elevador o reductor. La transformación tiene lugar sin ningún movimiento mecánico y casi sin pérdidas de rendimiento, esto hace que el trafo sea una máquina de gran utilidad y rentabilidad. Por su función, el transformador puede utilizarse en el transporte de energía, en medidas eléctricas, en seguridad para las instalaciones, para aparatos de medicina y juguetes. Para el transporte y distribución de la energía es muy importante el uso de trafos.
Relaciones Fundamentales de un Trafo Ideal
El transformador ideal es aquel que no tiene pérdidas de potencia (potencia primario = potencia secundario), y el flujo magnético es el mismo para los dos devanados.
Relación de Transformación
Es la relación entre los números de espiras del primario y el secundario, coincide con la relación de fuerzas electromotrices y con la relación de tensiones: m = V1/V2 = N1/N2 = E1/E2.
Relación entre las Potencias Primarias y Secundarias
Las potencias activas, reactivas y aparentes suministradas por el secundario y las absorbidas por el primario.
Relación entre Intensidad Primaria y Secundaria
Las intensidades primarias y las secundarias están en relación inversa a la relación de transformación.
Relaciones Fundamentales de un Trafo Trifásico Ideal
Relación de Transformación
Relación Simple o de Fase
Es la relación entre el número de espiras de cada fase del primario (N1) y del secundario (N2), que coincide con la relación de tensiones de fase del primario.
Relación de Transformación Compuesta
Es la relación entre las tensiones de línea del primario y el secundario.
Relación entre las Potencias del Primario y del Secundario
Las potencias activa, reactiva y aparente suministradas por el secundario son iguales a las absorbidas por el primario.
Relación de Intensidades
La relación de las intensidades de línea del primario (Il1) y del secundario (Il2) es la inversa de la relación de transformación compuesta.
Conexión en Paralelo de Dos Trafos Monofásicos
Deben cumplir las siguientes condiciones:
- Iguales relaciones de transformación.
- Tensiones de cortocircuito lo más iguales posible.
- Terminales homólogos conectados a un mismo conductor.
- El CEI recomienda que las potencias nominales no difieran más del doble.
Conexión de Dos Transformadores Trifásicos
Cumplirán las siguientes condiciones:
- Igual relación de transformación compuesta.
- Tensión de cortocircuito lo más iguales posible.
- Igual grupo de conexiones: los desfases de las tensiones secundarias respecto de la línea de alimentación han de ser iguales, y el sentido de dirección de los vectores de las tensiones secundarias ha de ser el único para todos los trafos.
Autotransformador
Es un trafo que tiene unidos el primario y el secundario formando un solo devanado. Es más barato que los transformadores (construcción) ordinarios, pero tiene la desventaja de la unión de los devanados de baja y alta tensión. La relación de transformación se mantiene igual.
Generadores de Corriente Continua
Máquina Eléctrica
Es el mecanismo destinado a producir, aprovechar o transformar la energía eléctrica.
Constitución de una Máquina Eléctrica Rotativa
Está constituida por una parte fija llamada estator, dentro de la cual gira una parte móvil, el rotor, existiendo entre las dos un espacio de aire llamado entrehierro.
Tanto el rotor como el estator tienen tres partes básicas: núcleo, devanados y aislantes.
- El núcleo (constituido generalmente de hierro) sirve para la conducción del campo magnético a través de las bobinas de los devanados.
- Unos devanados (inductores) conducen las corrientes eléctricas que dan origen a los campos magnéticos.
- En otros devanados (inducidos), se inducen fuerzas electromotrices.
- Los materiales aislantes aíslan entre sí las espiras de las bobinas y a estas del núcleo.
Clasificación de las Máquinas
Los generadores se clasifican en dos grupos:
- Dinamo: puede ser en shunt, serie, compuesto e independiente.
- Motores: serie, shunt, compuesta, independiente.
Máquinas Asíncronas
Tienen velocidad de rotación variable.
Máquinas Síncronas
Tienen la velocidad de rotación constante, dependiente de la B le da (ca) y del número de polos de la máquina.
Constitución del Dinamo
Estator
Formado por una corona cilíndrica de acero fundido con polos salientes de capa de acero y sobre los que están devanadas las bobinas inductoras o auxiliares.
Rotor
Formado por un tambor de chapas magnéticas con ranuras con lo que se alojan el devanado inducido que se conecta al colector de delgas sobre el que frotan las escobillas.
El Colector
Es un cilindro de chapas de cobre (delgas) aisladas entre sí y con el eje del rotor y conectadas al bobinado inducido. Su misión es conectar el devanado retórico al circuito exterior mediante dos escobillas (que suelen ser de grafito o grafito metalizado).
Principio de Funcionamiento
Al girar una espira dentro de un campo magnético, se forma una fuerza electromotriz. El colector de delgas actúa como un conmutador giratorio, de forma que las escobillas tienen siempre la misma polaridad. Así, cuando la espira que forma el devanado inducido y el colector han girado media vuelta, el sentido de la corriente en las bobinas es el mismo (de la mano derecha).
Bobinado Inductor
Es el que produce el campo magnético necesario para crear corrientes inducidas. Pueden ser creados por imanes permanentes, que son de acero templado.