Integrantes:

Correa Ayala, Jesús Bartolo Escobal, Rafael Corcuera Cisneros, Lucio Gálvez Infante, Diego Gálvez Infante, Víctor Vargas Vega, Elías

Docente: Ing. Luis Rivera

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLOFacultad de Ingeniería

Escuela de Ing. Mecatrónica

Tema: Autotransformadores y transformadores de medida

AUTOTRANSFORMADOR

En ciertas ocasiones es deseable cambiar los niveles de voltaje únicamente en una pequeña cantidad. Estos pequeños incrementos pueden ser necesarios debido a una caída de voltaje en un sistema de potencia localizado lejos de los generadores. En tales circunstancias es un desperdicio y demasiado costoso elaborar un transformador con dos devanados completos dimensionados para casi el mismo voltaje. En su lugar, se utiliza un transformador de propósito especial llamado autotransformador.

INTRODUCCION

Se muestra el diagrama de un autotransformador elevador, se observa que el primer devanado esta conectado de forma aditiva al segundo devanado.

AUTOTRANSFORMADOR

El primer devanado se llama devanado común debido a que el voltaje aparece en ambos lados del transformador.

El devanado mas pequeño se llama devanado en serie, debido a que esta conectado en serie con el devanado común.

Ahora se muestra un autotransformador reductor. Aquí el voltaje de entrada es la suma de los voltajes en el devanado en serie y en el devanado común, mientras que el voltaje de salida es solo el voltaje en el devanado común.

El voltaje en la bobina común se llama voltaje común y la corriente en la bobina se llama corriente común .

El voltaje en la bobina en serie se llama voltaje en serie y la corriente en la bobina se llama corriente en serie .

El voltaje y la corriente en el lado de bajo voltaje en el transformador se llaman e respectivamente.

El voltaje y la corriente en el lado de alto voltaje en el transformador se llaman e respectivamente.

Los voltajes y las corrientes en las bobinas están relacionadas mediante:

Además los voltajes en las bobinas: Además las corrientes en las bobinas:

Se sabe de lo anterior:

Relaciones entre voltajes y corrientes en un autotransformador

Pero: , entonces:

Finalemente usando :

Se sabe de lo anterior:

Pero: , entonces:

Finalemente usando :

…... (1) …... (2)

Nótese que la potencia aparente de entrada al transformador es:

Ventajas del valor nominal de la potencia aparente de los autotransformadores

Y que la potencia aparente de salida es:

La potencia aparente de entrada y de salida son iguales:

Donde () se define como las potencias aparente de entrada y de salida del transformador. Sin embargo la potencia aparente en los devanados () del transformador es:

La relación entre la potencia que entra en el primario (y sale por el secundario) del transformador y la potencia en sus devanados reales se puede encontrar mediante:

Usando la ecuación (2)

Por tanto, la relación de la potencia aparente en el primario y en el secundario del autotransformador con la potencia aparente que realmente pasa a través del devanado es:

Esta ecuación describe la ventaja del valor nominal de la potencia aparente de un autotransformador sobre un transformador convencional. Aquí es la potencia aparente que entra por el primario y sale por el secundario del transformador, mientras que es la potencia aparente que realmente pasa a través de los devanados del transformador (el resto pasa del primario al secundario sin ser acoplada por los devanados del transformador). Debe notarse que mientras mas pequeño es el devanado en serie, mas grande es la ventaja.

EJEMPLO: Un autotransformador de que conecta un sistema de a un sistema de

Claramente la relación de vueltas es:Este autotransformador debería tener devanados dimensionados para:

Conclusión: El autotransformador tendría devanados dimensionados para cerca de , mientras que si fuese un transformador convencional necesitaría devanados dimensionados para . El autotransformador por tanto podría ser cinco veces mas pequeño que el transformador convencional y a la ves menos costoso. Por ello es muy ventajoso construir autotransformadores.

En los transformadores que se construyen de manera especifica como autotransformadores, el aislamiento en la bobina mas pequeña (el devanado en serie) es tan fuerte como el aislamiento en la bobina mas grande.

Características de construcción

VENTAJA:En los sistemas de potencia es común utilizar autotransformadores siempre que dos voltajes con un nivel muy cercano necesiten transformarse, ya que mientras mas cercanos sean los voltajes mayor será la ventaja de potencia del autotransformador.

DESVENTAJA:La principal desventaja de los autotransformadores es que a diferencia de los transformadores ordinarios hay una conexión física directa entre el circuito primario y el secundario, por lo que se pierde el aislamiento eléctrico en ambos lados. Si una aplicación particular no requiere de aislamiento eléctrico, entonces el autotransformador es una forma conveniente y barata de unir dosvoltajes muy parecidos.

También se usan como transformadores variables, donde la toma de bajo voltaje se mueve hacia arriba y hacia abajo en el devanado. Esta es una buena manera de obtener un voltaje variable.

TRANSFORMADORES DE MEDIDA