Transformadores Trifásicos – Principio de funcionamiento

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Transformadores Trifásicos

2.4.1 Principio de funcionamiento.

Un transformador trifásico consta de tres transformadores monofásicos, separados o combinados No hay sugerencias sobre un núcleo. Los devanados de cualquier transformador trifásico pueden conectarse en estrella, delta (triángulo) o incluso en zig-zag.

Fig.2.29.: a) Conexionado; b) Circuito equivalente.

Figura: Genesis del transformador trifásico a) Tres unidades monofásicas independientes b) Fusion de las tres columnas centrales c) Supresión de la columna central d) Alineación de las culatas, Transformador de núcleo trifásico

La fig. 2.30 a) muestra cómo, a partir de tres transformadores monofásicos, se genera uno trifásico. Al ser estos idénticos entre sí, pueden combinarse en una única estructura magnética como lo muestra la fig. 2.30 b).

Se observa también que los devanados primario y secundario de cada fase están sobre una misma columna compartiendo el mismo flujo, y que los flujos magnéticos de cada fase se suman en la columna central. Ahora si el sistema de tensiones es simétrico y balanceado, esta suma es nula puesto que los flujos son iguales, desfasados 120º entre sí, pudiéndose suprimir dicha columna central como se muestra en la fig. 2.30 c).

Finalmente se acortan las culatas de una fase y se aplana el sistema para mayor comodidad resultando el “núcleo trifásico de columnas” ilustrado en la fig. 2.30 d).

Fig.2.31.: Diagrama fasorial de los flujos del transformador trifásico.
Fig.2.32.: Desfase entre las tensiones de línea y de fase para un devanado del primario en conexión estrella

La fig. 2.32. a) ilustra el diagrama circuital de un primario en conexión estrella, observándose las referencias y puntos de medición de la tensión.
En la fig. 2.32 b) se observa el diagrama fasorial para esta misma conexión, denotándose la diferencia tanto de amplitud como de fase de la tensión de fase (ab) en comparación con las tensiones de línea.

Fig.2.33.: Desfase entre las tensiones de línea y d fase para un devanado del secundario en conexión delta.

La fig. 2.33 a) muestra el diagrama circuital para un secundario en conexión delta, en donde se observan, tal como en el caso anterior, las referencias y los puntos de medición de las tensiones tanto de fase (caída de tensión en el devanado) como de línea. Se puede ver claramente como ambas tensiones son iguales producto de su conexión. Esto puede comprobarse en el diagrama fasorial presentado en la fig. 2.33 b).

2. .3 Equivalente fase.

Fig.2.34.: Configuración trifásica estrella-delta con carga trifásica en conexión delta

La fig. 2.34 muestra la conexión en estrella delta de un transformador trifásico con carga trifásica en conexión delta. Para el análisis de las variables del sistema se procede a realizar el equivalente monofásico, por lo que el primer paso consiste en transformar la carga trifásica delta a una en estrella
como lo muestra la fig.2.35.

Fig.2.35.: Equivalencia delta-estrella para carga trifásica
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