perdidas en los transformadores

Marco Fajardo - Maquinas Electricas I.

PERDIDAS EN LOS TRANSFORMADORES

Marco Fajardoe-mail: [email protected]

Universidad Politécnica SalesianaCuenca-Ecuador

RESUMEN: Las pérdidas en el transformador dependen de muchas características, depende del material de las chapas, la forma del núcleo, las bobinas entres otras cosas.

1 INTRODUCCIÓN

El transformador por su construcción en si tiende a poseer perdidas en los conductores en el núcleo, dependiendo del tamaño del núcleo se puede saber la potencia máxima que puede llegar a tener pero con las características de este se llega a perder potencia en forma de calor, mientras más calor exista mayor es la potencia perdida.

2 PERDIDAS

Ninguna maquina trabaja sin producir perdidas, debido a los factores de construcción y materiales propiamente.

Un transformador presenta las siguientes perdidas Perdidas de corriente de Foucault Perdidas por Histéresis Perdidas en el material del bobinado

2.1 PERDIAS DE CORRIENTE DE FOUCAULT

Las pérdidas de potencia en el hierro, y por las corrientes de histéresis es necesario que el núcleo no sea macizo, construidas con chapas magnéticas de espesores mínimos, apiladas y aisladas entre sí

Esto hace que la corriente al no poder circular entre chapas lo tenga que hacer independientemente en cada una de ellas, induciendo menos corriente y disminuye la potencia de perdidas por corrientes de Foucault.

Las corrientes de Foucault se producen en cualquier material conductor cuando se encuentra sometido a una variación de flujo magnético.

Las pérdidas por estas corrientes parasitas dependen del tipo de material del que está construido el núcleo magnético.

Figura 1 Circulación de corriente en núcleo macizo y en chapas

2.2 TIPOS DE NUCLEO

Para evitar pérdidas también se debe al tipo de núcleo que se utilice para la construcción de un transformador.

Los núcleos más utilizados son en la actualidad son:

2.2.1 NUCLEO DE TIPOS DE COLUMNAS O CERRADO

Es un núcleo que utiliza chapas en formas de U y en formas de I, estas chapas son colocadas alternadas y sucesivas para evitar pérdidas por reluctancia.

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Figura 2. Núcleo Cerrado

2.2.2 NUCLEO DE TIPO ACORAZADO O BLINDADO

Este núcleo está formado por laminas tipo E y laminas tipo I, Donde el ancho de la sección central es el doble de las laterales, aquí se deben colocar los devanados formando un solo conjunto. En la construcción del núcleo, las láminas se deben colocar alternadas para evitar que las juntas coincidan.

Figura 3. Núcleo Acorazado.

Existen tablas normalizadas del tamaño del núcleo como dimensiones y grosor de las chapas ver Anexo 2 y 3

2.2.3 NUCLEO TIPO “H” O DISTRIBUIDO

Es un núcleo enrollado que consiste en una larga

tira de hierro de silicio, devanado como una hélice

apretada alrededor de los devanados aislados.

Figura 4. Núcleo Distribuido

2.2.4 NUCLEO TIPO SPIRAKORE

En estos tipos de núcleos, se aprovecha la ventaja de ser tan bajas en pérdidas cuando la dirección del flujo coincide con las del grano. Los núcleos de este se forman de tiras largas de metal enrollado sobre las bobinas.

Dependiendo de las dimensiones del núcleo este nos puede dar una potencia máxima, pero como existen perdidas en el entorno esta potencia no es ideal.

Tabla de potencias dependiendo del núcleo ver Anexo 4

2.3 CHAPAS PARA LOS NUCLEOS

Existen diferentes materiales para construir un núcleo de un transformador, la más general son núcleos galvanizados, los cuales ya tienen estándares para formar los núcleos

Tabla normalizad de chapas ver Anexo 1

2.4 MATERIALES DE BOBINADO

Existen muchas materiales conductores pero cada uno posee perdidas diferentes que afectan.

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El material mejor conductor seria el oro pero esto no puede ser utilizado debido a su precio, el que más se utiliza y existen de diferentes categorías y es el comercial es el cobre.

Tablas de conductores normalizados ver Anexo 6

2.5 CICLO DE HISTÉRESIS

Es el fenómeno que se producen con la imantación de materiales ferromagnetico del flujo generado, depende del tipo de material, porque al someter el material a un flujo variable, produce una imantación, que al momento de cesar el flujo sometido, produce calor que son perdidas entonces dependiendo del tipo de material de construcción del transformador estas pérdidas pueden ser mayores o menores.

Figura 5. Ciclo de Histéresis

Figura 6. Ciclo de Histéresis entre Hierro Dulce y Acero

Para ver las constantes que tienen algunos materiales ferromagnetico para la construcción del núcleo de un transformador ver Anexo 7

3 CONCLUSIONES

Todo transformador va a poseer perdidas, no existe un transformador ideal, ya que de una u otra forma va a generar calor, se pueden aminorar las pérdidas de en el transformador pero nunca eliminarlas, ya que depende el núcleo, material del núcleo, forma del núcleo, si hablamos de material del núcleo por existir campo magnético entonces va a haber un ciclo de histéresis y dependiendo del material este ciclo puede ser mayor o menor, los materiales conductores, también nos proporcionan muchas pérdidas, ya q depende del la longitud , y el calibre de este, también de que esta hecho, el más común es el cobre, lo ideal sería el oro pero este material es muy costoso.

Dependiendo de estos y otros factores más el transformador nos va a dar perdidas de potencia generando calor, no se podría llegar a hacer un transformador ideal pero si se puede llegar a hacer un transformador que no nos de muchas pérdidas, de acuerdo con los datos en tablas que son comúnmente utilizados.

4 REFERENCIAS

[1] Núcleo transformador - Todas las empresas[2] Transformadores: generalidades (página 2) -

Monografias.com [3]

http://www1.ceit.es/asignaturas/PFM_Mat/Prog/Matmagv2.pdf

[4]

http://www.mcgraw-hill.es/bcv/guide/capitulo/8448141784.pdf.

[5] http://www.electronica2000.com/temas/transfor.htm[6]

http://www.construyasuvideorockola.com/transformador_casero_01.php

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Anexo 1.- Coeficientes de hierro de chapas magnéticas.

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Anexo 2.- Medidas estándares de las chapas tipo E con peso de las mismas

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Anexo 3.-Medias Normalizadas de un núcleo tipo E

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Anexo 4.- Potencia máximas de dependiendo del tamaño del núcleo.

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Anexo 6.- Calibres de Conductores con peso específicos de cada uno de ellos

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Anexo 7.- Histéresis de los materiales para construcción del núcleo

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