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¿Qué es un TRANSFORMADOR y cómo funciona? Tipos de Transformadores
¿Qué es un TRANSFORMADOR y cómo funciona? Tipos de Transformadores
¿Qué es un transformador y cómo funciona?
La energía eléctrica viaja desde una central eléctrica a nuestras casas a través de un complejo Sistema llamado red de distribución.
Para que la energía eléctrica sea apta para el uso dentro de una casa o dentro de una tienda, ésta debe salir de una red de transmisión para acto seguido ser introducida dentro de la red de distribución. En el mundo de las redes de distribución, los transformadores se erigen como dispositivos esenciales para modificar las tensiones eléctricas y también reducir al mínimo las pérdidas de energía durante el proceso de entrada de la corriente en las líneas de transmisión eléctrica.
Así pues, un transformador es una máquina estática que usa el principio de la inducción electromagnética para convertir una señal de corriente alterna de un circuito eléctrico a otro, a menudo cambiando o convirtiendo los parámetros de tensión y de corriente eléctrica. A su vez, manteniendo constante la potencia aparente.
Sin los transformadores, la energía eléctrica sería incapaz de recorrer largas distancias y no podría abastecer la electricidad necesaria a ciudades enteras, ni tampoco a polígonos industriales.
Existen distintos tipos de transformadores en uso colocados en diferentes puntos de la transmisión y distribución de los circuitos. Asimismo, se les clasifica en base a los niveles de tensión, al tipo de núcleo empleado, a la disposición de los devanados, a su uso, al lugar de instalación, etcétera.
Veamos algunos ejemplos:
- TRANSFORMADOR STEP UP: en éste, la tensión secundaria se ve incrementada según el requisito, respeto a la tensión primaria.
- TRANSFORMADOR STEP DOWN: es empleado para hacer bajar el nivel de tensión del circuito secundario respeto al primario.
- TRANSFORMADORES CON NUCLEO DE AIRE: en éste, ambos devanados, tanto el primario como el secundario, están enrollados en un núcleo no magnético en el que el flujo magnético entre las devanados primario y secundario es por aire.
- TRANSFORMADOR CON NUCLEO FERROMAGNETICO: En éste, ambos devanados, tanto el primario como el secundario, están enrollados sobre un núcleo compuesta de laminaciones de material ferromagnético.
- AUTOTRANSFORMADOR: formado por un devanado único alrededor de un núcleo ferromagnético dotado de tomas intermedias.
- TRANSFORMADOR DE POTENCIA: sus grandes dimensiones les permiten ser aptos para la transmisión de energía de alta tensión.
- TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCION: este transformador distribuye la energía generada desde la planta de generación de energía hasta ubicaciones remotas.
- TRANSFORMADORES DE MEDIDA: transforman las tensiones eléctricas y sus intensidades a valores que pueden ser manejados por las líneas a las que se distribuyen, y según su funcionamiento se clasifican en tres tipos: de tensión o corriente, de intensidad o potencial y combinados.
JAES ofrece en su catálogo una amplia selección de transformadores de los principales fabricantes.
En este video, nos concentraremos en el funcionamiento del TRANSFORMADOR TRIFÁSICO.
Al ser un dispositivo estático, este tipo de transformador no presenta partes móviles. Con ello, este dispositivo garantiza un largo ciclo de vida en condiciones normales de funcionamiento.
Según el principio de la inducción magnética, un campo magnético variable, asociado a un simple devanado de bobina, producirá una fuerza electromotriz a través de él. Un campo magnético oscilante de este tipo, puede ser fácilmente generado por una bobina por la que pasa corriente eléctrica.
Un conductor por el cual pasa corriente, genera un campo magnético a su alrededor. En esta imagen podemos ver el campo magnético generado por una bobina. Gracias a la naturaleza fluctuante de la corriente alterna, y también al campo magnético asociados a la bobina, éste oscilará. Este flujo magnético puede estar conectado a un devanado secundario con la ayuda de un núcleo integrado por material ferromagnético.
La energía eléctrica viaja desde una central eléctrica a nuestras casas a través de un complejo Sistema llamado red de distribución.
Para que la energía eléctrica sea apta para el uso dentro de una casa o dentro de una tienda, ésta debe salir de una red de transmisión para acto seguido ser introducida dentro de la red de distribución. En el mundo de las redes de distribución, los transformadores se erigen como dispositivos esenciales para modificar las tensiones eléctricas y también reducir al mínimo las pérdidas de energía durante el proceso de entrada de la corriente en las líneas de transmisión eléctrica.
Así pues, un transformador es una máquina estática que usa el principio de la inducción electromagnética para convertir una señal de corriente alterna de un circuito eléctrico a otro, a menudo cambiando o convirtiendo los parámetros de tensión y de corriente eléctrica. A su vez, manteniendo constante la potencia aparente.
Sin los transformadores, la energía eléctrica sería incapaz de recorrer largas distancias y no podría abastecer la electricidad necesaria a ciudades enteras, ni tampoco a polígonos industriales.
Existen distintos tipos de transformadores en uso colocados en diferentes puntos de la transmisión y distribución de los circuitos. Asimismo, se les clasifica en base a los niveles de tensión, al tipo de núcleo empleado, a la disposición de los devanados, a su uso, al lugar de instalación, etcétera.
Veamos algunos ejemplos:
- TRANSFORMADOR STEP UP: en éste, la tensión secundaria se ve incrementada según el requisito, respeto a la tensión primaria.
- TRANSFORMADOR STEP DOWN: es empleado para hacer bajar el nivel de tensión del circuito secundario respeto al primario.
- TRANSFORMADORES CON NUCLEO DE AIRE: en éste, ambos devanados, tanto el primario como el secundario, están enrollados en un núcleo no magnético en el que el flujo magnético entre las devanados primario y secundario es por aire.
- TRANSFORMADOR CON NUCLEO FERROMAGNETICO: En éste, ambos devanados, tanto el primario como el secundario, están enrollados sobre un núcleo compuesta de laminaciones de material ferromagnético.
- AUTOTRANSFORMADOR: formado por un devanado único alrededor de un núcleo ferromagnético dotado de tomas intermedias.
- TRANSFORMADOR DE POTENCIA: sus grandes dimensiones les permiten ser aptos para la transmisión de energía de alta tensión.
- TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCION: este transformador distribuye la energía generada desde la planta de generación de energía hasta ubicaciones remotas.
- TRANSFORMADORES DE MEDIDA: transforman las tensiones eléctricas y sus intensidades a valores que pueden ser manejados por las líneas a las que se distribuyen, y según su funcionamiento se clasifican en tres tipos: de tensión o corriente, de intensidad o potencial y combinados.
JAES ofrece en su catálogo una amplia selección de transformadores de los principales fabricantes.
En este video, nos concentraremos en el funcionamiento del TRANSFORMADOR TRIFÁSICO.
Al ser un dispositivo estático, este tipo de transformador no presenta partes móviles. Con ello, este dispositivo garantiza un largo ciclo de vida en condiciones normales de funcionamiento.
Según el principio de la inducción magnética, un campo magnético variable, asociado a un simple devanado de bobina, producirá una fuerza electromotriz a través de él. Un campo magnético oscilante de este tipo, puede ser fácilmente generado por una bobina por la que pasa corriente eléctrica.
Un conductor por el cual pasa corriente, genera un campo magnético a su alrededor. En esta imagen podemos ver el campo magnético generado por una bobina. Gracias a la naturaleza fluctuante de la corriente alterna, y también al campo magnético asociados a la bobina, éste oscilará. Este flujo magnético puede estar conectado a un devanado secundario con la ayuda de un núcleo integrado por material ferromagnético.
A causa de la inducción electromagnética, el campo magnético fluctuante generará un campo electromagnético en los devanados secundarios. Puesto que los rollos están colocados en serie, para poder obtener el valor total del campo magnético generado mediante el devanado, va a ser necesario sumar cada uno de los campos magnéticos generados en cada rollo.
Desde el momento en que el mismo flujo magnético pase a través de los devanados primarios y secundarios, el campo electromagnético será el mismo para ambos devanados en cada rollo.
El campo magnético por cada rollo del devanado primario está interconectado a la tensión de entrada, aplicada como mostramos. En consecuencia, el campo magnético generado en el devanado secundario se expresa de la siguiente manera:
Todo ello significa simplemente que, con una cantidad menor de vueltas en el devanado secundario respeto al primario, se puede hacer bajar la tensión. En el caso opuesto, se puede aumentar la tensión, sin embargo, puesto que rige la ley del ahorro de energía, las corrientes en el devanado primario y secundario tienen que obedecer a la siguiente ley:
Los transformadores trifásicos utilizan tres de estos transformadores monofásicos, pero con una configuración de devanado ligeramente distinta. En este caso, los devanados primarios y secundarios están colocados en modo concéntrico. En un transformador trifásico resultan necesarios otros dos devanados de este tipo.
Los transformadores con potencias nominales elevadas, emplean a menudo un tipo de devanado especial conocido como devanado de disco, en el cual precisamente varios devanados de disco, separados entre sí, están conectados en serie mediante sus extremos externos e internos. Los devanados de baja tensión están conectados en triangulo, mientras que los devanados de alta tensión están conectados en estrella. Por lo tanto, en el devanado de alta tensión, dicha tensión aumenta eventualmente hasta tres veces.
Esto significa que, de un transformador trifásico elevador de tensión, se puede obtener 4 cables de salida, es decir 3 líneas de alimentación trifásica y una neutra.
La energía eléctrica de salida del transformador necesita casquillos aislantes de alta tensión para facilitar su paso a la red de distribución. La forma ondulada de los casquillos le ayuda a minimizar la pérdida de potencia derivada de la exposición de condiciones meteorológicas, contaminación atmosférica, polvo, etcétera.
Podemos señalar que el núcleo del transformador está formado por un montón de finas láminas de acero isotérmico. Todas estas capas de láminas de acero se apilan hasta formar una única pieza. Estas laminas ayudan a reducir al mínimo las corrientes parásitas. Las corrientes parásitas en el núcleo de un transformador constituyen una pérdida indeseada. Éstas, absorben la energía de la red y reducen la eficiencia del trasformador. Estas corrientes no pueden ser eliminadas por completo, pero pueden ser mitigadas lo máximo posible.
El devanado de baja tensión está ubicado cerca del núcleo. Cuando se transfiere la potencia del primer devanado al Segundo, pueden tener lugar muchos tipos de pérdidas de energía. Todas estas pérdidas de energía se convierten en calor.
Por este motivo, los transformadores tienen que estar equipados con un sistema de refrigeración en su interior, y así poder desprenderse del exceso de calor causado por tales pérdidas. De hecho, los transformadores trifásicos están inmersos a menudo en un serpentín de enfriamiento para disipar el calor. El aceite disipa el calor a través de la convección natural. El aceite se expande cuando su temperatura aumenta, por esta razón, un depósito colocado encima del transformador, hace posible contener el exceso de aceite causado por este cambio de volumen.
Si has encontrado útil este video, háznoslo saber dejando un comentario. Además, os agradeceríamos que lo compartierais y no se olviden de suscribirse a nuestro canal.
Te recomendamos visitar nuestro sitio web www.jaescompany.com para estar al corriente de nuestro futuros proyectos.
Desde el momento en que el mismo flujo magnético pase a través de los devanados primarios y secundarios, el campo electromagnético será el mismo para ambos devanados en cada rollo.
El campo magnético por cada rollo del devanado primario está interconectado a la tensión de entrada, aplicada como mostramos. En consecuencia, el campo magnético generado en el devanado secundario se expresa de la siguiente manera:
Todo ello significa simplemente que, con una cantidad menor de vueltas en el devanado secundario respeto al primario, se puede hacer bajar la tensión. En el caso opuesto, se puede aumentar la tensión, sin embargo, puesto que rige la ley del ahorro de energía, las corrientes en el devanado primario y secundario tienen que obedecer a la siguiente ley:
Los transformadores trifásicos utilizan tres de estos transformadores monofásicos, pero con una configuración de devanado ligeramente distinta. En este caso, los devanados primarios y secundarios están colocados en modo concéntrico. En un transformador trifásico resultan necesarios otros dos devanados de este tipo.
Los transformadores con potencias nominales elevadas, emplean a menudo un tipo de devanado especial conocido como devanado de disco, en el cual precisamente varios devanados de disco, separados entre sí, están conectados en serie mediante sus extremos externos e internos. Los devanados de baja tensión están conectados en triangulo, mientras que los devanados de alta tensión están conectados en estrella. Por lo tanto, en el devanado de alta tensión, dicha tensión aumenta eventualmente hasta tres veces.
Esto significa que, de un transformador trifásico elevador de tensión, se puede obtener 4 cables de salida, es decir 3 líneas de alimentación trifásica y una neutra.
La energía eléctrica de salida del transformador necesita casquillos aislantes de alta tensión para facilitar su paso a la red de distribución. La forma ondulada de los casquillos le ayuda a minimizar la pérdida de potencia derivada de la exposición de condiciones meteorológicas, contaminación atmosférica, polvo, etcétera.
Podemos señalar que el núcleo del transformador está formado por un montón de finas láminas de acero isotérmico. Todas estas capas de láminas de acero se apilan hasta formar una única pieza. Estas laminas ayudan a reducir al mínimo las corrientes parásitas. Las corrientes parásitas en el núcleo de un transformador constituyen una pérdida indeseada. Éstas, absorben la energía de la red y reducen la eficiencia del trasformador. Estas corrientes no pueden ser eliminadas por completo, pero pueden ser mitigadas lo máximo posible.
El devanado de baja tensión está ubicado cerca del núcleo. Cuando se transfiere la potencia del primer devanado al Segundo, pueden tener lugar muchos tipos de pérdidas de energía. Todas estas pérdidas de energía se convierten en calor.
Por este motivo, los transformadores tienen que estar equipados con un sistema de refrigeración en su interior, y así poder desprenderse del exceso de calor causado por tales pérdidas. De hecho, los transformadores trifásicos están inmersos a menudo en un serpentín de enfriamiento para disipar el calor. El aceite disipa el calor a través de la convección natural. El aceite se expande cuando su temperatura aumenta, por esta razón, un depósito colocado encima del transformador, hace posible contener el exceso de aceite causado por este cambio de volumen.
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