• Author / Uploaded
• Ricardo Doldan

Citation preview

Marco Fajardo - Maquinas Electricas I

.

PERDIDAS EN LOS TRANSFORMADORES Marco Fajardo e-mail: [email protected]

Universidad Politécnica Salesiana Cuenca-Ecuador

RESUMEN: Las pérdidas en el transformador dependen de muchas características, depende del material de las chapas, la forma del núcleo, las b ob inas 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.

Figura 1 Circulación de corriente en núcleo macizo y en chapas

2.2 TIPOS DE NUCLEO

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

2.1 PERDIAS FOUCAULT

DE

CORRIENTE

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

DE

son:

2.2.1 NUCLEO DE TIPOS DE COLUMNAS O CERRADO

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

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.

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.

1

Marco Fajardo - Maquinas Electricas I

. 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 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 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

Figura 3. Núcleo Acorazado.

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

Tabla normalizad de chapas ver Anexo 1

2.4 MATERIALES DE BOBINADO Existen muchas materiales conductores pero cada uno posee perdidas diferentes que afectan.

2

Marco Fajardo - Maquinas Electricas I

. 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.

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.

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.

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 - T odas las empresas [2] Transformadores: generalidades (página 2) Monografias.com [3] http://www1.ceit.es/asignaturas/PFM_Mat/Prog/Matmagv2.p df [4] http://w w w .mcgraw hill.es/bcv/guide/capitulo/8448141784.pdf . [5] http://w w w .electronica2000.com/temas/transfor.htm [6] http://www.construyasuvideorockola.com/transformador_ca sero_01.php

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

Marco Fajardo - Maquinas Electricas I

. Anexo 1.- Coeficientes de hierro de chapas magnéticas.

4

Marco Fajardo - Maquinas Electricas I

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

5

Marco Fajardo - Maquinas Electricas I

. Anexo 3.-Medias Normalizadas de un núcleo tipo E

6

Marco Fajardo - Maquinas Electricas I

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

7

Marco Fajardo - Maquinas Electricas I

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

8

Marco Fajardo - Maquinas Electricas I

. Anexo 7.- Histéresis de los m ateriales para construcción del núcleo

9