Introducción
Realizamos esta investigación con la finalidad de poder entender
mejor no solo el funcionamiento, sino los tipos de conexiones,
además de sus devanados, formas de núcleo, etc. en
los transformadores
trifásicos. Sabiendo que ahora los sistemas de
distribución y generación son a base
de sistemas trifásicos de CA. Además repasaremos
las aplicaciones de estos transformadores según sus
principales conexiones y necesidades que día a día
requiere el
hombre.
Actualmente es muy común encontrarnos con los
transformadores eléctricos, solo tenemos que mirar por
nuestra ventana y saber que día a día están
realizando un trabajo para
nosotros, como son los transformadores en los postes de energía
eléctrica. Pero éste es solo un ejemplo un
tanto primario, podemos encontrarlos también en las
subestaciones y plantas
generadoras de electricidad.
Estas maquinas resultan impresionantes debido al trabajo que
realizan y a su concepción no muy compleja sino basados en
una teoría
manejable, tanto para estudiantes y profesionales, como para
gente común.
Tipos de
conexiones
Como ya es de nuestro conocimiento,
las conexiones posibles en un circuito trifásico son:
triángulo- estrella, triángulo-triangulo,
estrella-triángulo, estrella-estrella. Sabiendo que son
estos también los tipos de conexiones para transformadores
trifásicos, miraremos también los cambios en
corrientes, voltajes en líneas y fases.
Grafico 1. Concepción
básica de un transformador trifásico
En los transformadores trifásicos, podemos
utilizar tres transformadores monofásicos, cada uno con su
respectivo núcleo, o lo podemos hacer con un solo
núcleo común, separados cada uno en su bobinado. En
este caso se han pensado varias maneras de lograrlo, con ellas se
observó que con un núcleo común existen tres
flujos que están recorriendo en cada instante, estos son
iguales y están defasados 120 º, con esto el flujo
sería nulo,
Grafico 2. Devanados con
separación
Si sucedía eso, no tenia sentido tener la
separación para ese flujo, ya que era nulo, por lo que se
quitó aquella separación, obteniendo:
Grafico 3. Devanados sin
separación
Más, lo difícil de la construcción, hizo que se opte por un
transformador donde su núcleo sean tres columnas en un
mismo plano. Este diseño
produce asimetría en los flujos, es decir existen
corrientes a vacío. Aunque con carga estas corrientes se
hacen insignificantes. Y bajan a medida que aumenta el
tamaño de la región en el núcleo
central.
Grafico 4. Primera concepción del
transformador trifásico con tres columnas.
Toda esta teoría se convierte en el
esquema que presentamos a continuación:
Grafico 5. Concepción de un
transformador trifásico con tres columnas.
Donde cada columna posee su parte primaria
y secundaria.
Grafico 6. Explicación de los
devanados sobre cada columna.
Para enrollar en las tres columnas, se puede conectar de
las formas ya mencionadas anteriormente, pero ahora
profundizaremos un poco más en este aspecto:
Conexión estrella:
Conexión
triángulo:
Conexión en zig-zag
Como se tiene dos bobinados en una misma columna, existe
un flujo común para esos dos bobinados. Suponemos que el
sentido de enrollamiento es el mismo, con lo cual deberemos
precisar el sentido de la fuerza
electromotriz.
Como vimos anteriormente los tipos de conexión,
en cada bobinado, hasta de la misma columna se pueden hacer
diferentes conexiones, lo cual ocasionará un defasamiento,
por lo que se ha dado un tipo de designación a este
desfase, conocido como índice horario. Se basa en
múltiplos de 30º, es decir, en la nomenclatura,
cuando exista por ejemplo Yy6 quiere decir que se debe
multiplicar 6*30 para ver el desfase entre las dos conexiones,
que en este caso sería 180º.
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