Historia Del Transformador 1820 - Hans Christian Oersted (físico Danés) demuestra que una corriente fluyendo en un material conductor, creaba un campo magnético alrededor del conductor. En esa época se consideraba al magnetismo y a la electricidad como dos fenómenos que no estaban relacionados entre sí, por lo que este descubrimiento fue considerado importante. 1831 - Estas investigaciones inspiraron a Michael Faraday (físico Inglés) a buscar una relación inversa, es decir, producir una corriente a través de un campo magnético. Durante estas investigaciones, demostró que para que se diera este fenómeno, el campo magnético tenía que estar cambiando en el tiempo. Para lograr esto Faraday, conectaba y desconectaba la corriente eléctrica que generaba el campo Historia del Transformador 1882 Thomas Alva Edison, abre la primera planta comercial de iluminación en Nueva York, usando su reciente invento de bombillas con filamentos de carbón, encendidas con corriente directa (cd). 1882 En la misma época, en Inglaterra, Lucien Gaulard y Jhon Gibbs un inventor francés y un empresario inglés usaron un transformador para agregar lámparas incandescentes a un sistema de alumbrado por medio de arco. 1885 William Stanley, quien trabajaba para George Westinghouse, desarrolla el transformador con laminaciones en H , para más tarde introducir las laminaciones en E , método de fabricación que resulto barato y rápido. Esto permitió el rápido crecimiento de los sistemas de CA. Historia del Transformador 1886 Se establece la Westinghouse Electric Company, durante los primeros meses de este año, Westinghouse y su equipo obtienen patentes del proceso de insertar láminas de núcleo dentro de bobinas preenrolladas, las provisiones para enfriar y aislar el transformador sumergiéndolo en aceite y el ensamblaje del paquete poniéndolo en un contenedor herméticamente cerrado 1893 Se instala un generador de 5,000 HP en las cataratas del Niágara. 1895 Se construye un transformador de 750 Kva para un horno de arco 1886-1896 Durante esta década, los sistemas de CA sufrieron un gran crecimiento, con avances muy importantes LINEAS DE CAMPO MAGNETICO Las líneas de campo magnético discurren en el exterior del imán del polo norte al polo sur y en el interior, del polo sur al polo norte CAMPO MAGNETICO ALREDEDOR DEL CONDUCTOR “Toda corriente eléctrica está acompañada de un campo magnético o crea un campo de este tipo, en el espacio que lo rodea” Ley de Oersted REGLA DE LA MANO DERECHA Conversión De Energía La inducción puede ser entendida en términos de líneas de fuerza, una convención que introdujo Faraday para describir la fuerza y dirección del campo magnético. Aquí se muestran las líneas de fuerza que son generadas por una corriente fluyendo a través de una espira Si se introduce una segunda bobina independiente en el campo magnético generado y el campo esta cambiando respecto al tiempo, se inducirá un voltaje, el cual será proporcional a la razón de cambio del numero de líneas de fuerza encerradas por la bobina, Si la bobina tiene dos vueltas, se induce el doble del voltaje, si tiene tres, el triple y así sucesivamente. La bobina que intercepta las líneas es llamado secundario0 EL TRANSFORMADOR El Transformador es considerado una máquina eléctrica estática, que opera bajo el principio de la inducción electromagnética, transfiriendo energía eléctrica, entre dos o más sistemas distintos de tensión a una frecuencia de red constante. EL TRANSFORMADOR Devanado primario: El devanado primario (o bobina primaria) está conectado a la fuente de energía y transporta la corriente alterna desde la línea de suministro. Puede ser un devanado de bajo o alto voltaje, dependiendo de la aplicación del transformador. Núcleo de material magnético: Es el circuito magnético en el que se enrollan los devanados y donde se produce el flujo magnético alterno. Hasta no hace mucho, todos los núcleos de los transformadores se componían de apilamientos de chapa de acero (o laminaciones) sujetadas firmemente entre sí. A veces, las laminaciones se recubrían con un barniz delgado -o se insertaba una hoja de papel aislante a intervalos regulares entre laminaciones- para reducir las pérdidas por corrientes parásitas. Devanado secundario: El devanado secundario (o bobina secundaria) es el que suministra energía a la carga y es donde se genera la fuerza electromotriz (f.e.m.) por el cambio de magnetismo en el núcleo al cual rodea. Puede ser un devanado de bajo o alto voltaje, dependiendo de la aplicación del transformador Clasificación de transformadores POR EL N° DE FASES MONOFASICOS TRIFASICOS POR SU CONSTRUCCION PEDESTAL COMVENCIONAL BOVEDA POR SU CAPACIDAD DISTRIBUCION MEDIANA POTENCIA GRAN POTENCIA Clasificación de transformadores TRANSFORMADORES REFRIGERADOS EN ACEITE TRANSFORMADORES SECOS Clasificación de transformadores Transformadores reductores: están conectados de manera que el voltaje entregado es menor que el suministrado, ya que el devanado secundario tiene menos vueltas que el primario, como vemos en la figura de abajo. Clasificación de transformadores Transformadores elevadores: están conectados de manera que el voltaje entregado es mayor que el voltaje suministrado, ya que el devanado secundario tiene más vueltas que el primario. EL TRANSFORMADOR Es un dispositivo de conversión de energía eléctrica, de unos ciertos niveles de voltaje y corriente a otros niveles de voltaje y corriente, y con una determinada capacidad de manejo de potencia. • No tiene partes móviles. • Eficiencias arriba de 99%. Ilustración - transformador Construcción del núcleo laminado • • • • • Al igual que en los motores el núcleo de los transformadores esta compuesto de laminas de hierro pegadas un material aislante para reducir la corriente de eddy. El ancho aproximado de estas placas se encuentra entre 10 y 25 milésimas de pulgada. Además las laminas contienen un 3% de silicón la cual reduce su histéresis. Los laminas de los transformadores tipos ventana están compuesto de una sección u y una I. Las láminas de los transfromadores tipo shell o acorazados están compuestos por una sección tipo E y otro seccion tipo I. En ambos casos las secciones se van alternando para reducir posibles airgap (entrehierro) producidos en la juntura. Nucleos Stepped o acorazados. • Con el objetivo de reducir el cobre utilizado en los devanados algunos núcleos contienen secciones transversales que aunque rectas se asemejan a un círculo. Nucleos Stepped o acorazados. • Tipo columnas con corte a 45º • Fierro Silicoso importado de grano orientado • Ensamble adecuado para garantizar sus propiedades magnéticas • Excelente curva de magnetización (B/H) • Excelente curva de Perdidas (W/kg) y Potencia Magnetizarte (VA/kg) Componentes internas del transformadores • • Los devanados primarios y secundarios se pueden enrollar en lados opuestos del núcleo como la figura de arriba. Esta configuración es tipo ventana. Otra forma enrollar los devanados es en forma concéntrica. El secundario se enrolla encima del primario. Esta configuración recibe el nombre de shell o tipo acorazado, y tiene la ventaja sobre la primera que tiene menos “leake flux” , que como se verá mas adelante reduce la inductancia en serie y por tanto mejora la regulación de voltaje. Bobinas del transformadores • Tipo ovalada y circular; varían de acuerdo a los esfuerzos dinámicos. • Aislados para soportar las sobretensiones de impulso y de maniobra. • Fabricados con cobre electrolítico • Cobre de alta resistencia mecánica COMPONENTES INTERNOS
