Análisis del trasnformador

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Análisis del transformador
I. INTRODUCIÓN
En nuestro estudio de las máquinas eléctricas, hemos empezado analizando al
transformador, que es considerado una máquina eléctrica estática. Lo hemos analizado de
manera muy detenida, estudiando sus características ideales y reales, y hemos obtenido
conclusiones acerca de mejoramiento de eficiencia, aplicaciones, entre otros.
Durante este trabajo, se detallará básicamente, las pruebas realizadas (a vacío y a cortocircuito)
para determinar el modelo matemático y sus equivalencias con respecto a un devanado del
transformador.
II. DETERMINACIÓN DE LOS VALORES DE LAS COMPONENTES EN EL MODELO
MATEMÁTICO DEL TRANSFORMADOR
Es imposible determinar experimentalmente los valores de las resistencias e
inductancias del modelo del transformador. Una aproximación adecuada para estos valores se
puede lograr con sólo dos ensayos: la prueba de circuito abierto y la prueba de cortocircuito.
PRUEBA DE CIRCUITO ABIERTO
FIGURA 1.- Prueba a circuito abierto
En la prueba de circuito abierto, se deja abierto el devanado secundario del
transformador y el devanado primario se conecta al voltaje pleno nominal.
Las componentes en serie XP y RP son tan pequeñas, comparadas con R h+e y Xm, para
ocasionar una caída significativa del voltaje que, esencialmente, todo el voltaje de entrada cae a
través de la rama de excitación.
Como vemos en la figura, se aplica el voltaje pleno al primario del transformador. Con
esta información es posible determinar el factor de potencia, la magnitud y el ángulo de
impedancia de excitación.
Para determinar el ángulo de la impedancia:
cos Φ = POC / (VOC * IOC)
La admitancia de la rama de excitación será:
YE = (IOC / VOC) ∟- Φ
Rc = 1 / Re{YE}
Xm = 1 / Im{YE}
PRUEBA DE CORTOCIRCUITO
FIGURA 2.- Prueba a cortocircuito
En la prueba de cortocircuito los terminales del secundario del transformador se
cortocircuitan y los del primario se conectan a una fuente adecuada de voltaje, como se muestra
en la figura.
El voltaje de entrada se ajusta hasta que la corriente de los devanados corocicuitados sea
igual a su valor nominal (asegurándonos de mantener un voltaje bajo). De nuevo, se miden el
voltaje, la corriente y la potencia de entrada.
Ya que el voltaje de entrada es tan pequeño durante la prueba, la corriente que fluye por
la rama de excitación es despreciable. Si la corriente de excitación se ignora, toda la caída de
voltaje en el transformador puede ser atribuida a los elementos del circuito en serie.
Para determinar el ángulo de la impedancia:
cos Φ = PSC / (VSC * ISC)
La impedancia equivalente en serie será:
ZEqserie = (VSC / ISC) ∟Φ
Reqserie = Re{ ZEqserie }
Xeqserie = Im{ ZEqserie }
Cabe indicar que todos estos valores son referidos al primario. El siguiente gráfico
muestra la disposición de las impedancias en el modelado del transformador según Steimetz.
FIGURA 3.- Modelo Steimetz
III. CONCLUSIONES
Podemos decir que este trabajo nos da a conocer información para hacer las distintas
pruebas en el transformador que vamos a construir, para constatar que posee pérdidas.
Pudimos concluir que haciendo la prueba del transformador al vacío estamos midiendo
las pérdidas en las planchas del transformador y, en cambio; cuando hacemos la prueba del
transformador a cortocircuito este nos da las pérdidas en el cobre del transformador.
IV. BIBLIOGRAFIA
CHAPMAN
Stephen, Máquinas Eléctricas, 3ra Edición, Editorial Nomos S.A.