Los enrollamientos en estrella interconectada requieren un 15,5% más de cobre que los enrollamientos, en estrella para la misma tensión de la línea.
En el bobinado en estrella interconectada, con objeto de mantener las impedancias lo más bajas posible entre las mitades de los enrollamientos de un mismo brazo del núcleo, es necesario entrelazar las bobinas individuales, y esto introduce una cantidad considerable de dificultades de construcción con tensiones elevadas y un aumento apreciable en el tamaño de la armazón del transformador.
Aplicaciones.
Para alimentar convertidores rotativos de seis fases.
Para distribución de baja tensión con tres circuitos separados monofásicos trifilares. [7]
Conexión Scott
Fig. 27 conexiones Scott
Las características de sus enrollamientos son similares, en el aspecto de la rigidez mecánica, a las de la conexión de estrella a estrella. En el bobinado trifásico se dispone de un neutro para conectar con la tierra y para la red de distribución. En el bobinado bifásico, se pueden conectar los enrollamientos para tener un suministro con tres o cuatro cables, según se desee. Las mitades de los enrollamientos del transformador en el lado trifásico pueden entrelazarse, con obje-to de evitar una reactancia excesiva, Debido al factor de potencia in-terna en el lado trifásico, y aunque la carga tenga un factor de po-tencia igual a la unidad, dos unidades monofásicas que forman una conexión Scott pue-den solo producir el 88,6% de la potencia en kVA que proporcionarían por separado.
Aplicaciones.
Para alimentar, con sistemas trifásicos, cargas bifásicas o monofásicas.
Para unir sistemas trifásicos y bifásicos.
Conexión doble Scott
Fig. 28 conexiones doble Scott
Las características de esta conexión son muy similares a las de la conexión Scott. Se eliminan prácticamente las tensiones del tercer armónico por la circulación de estas corrientes en los enrollamientos del convertidor rotativo y del transformador, y en el lado de las seis fases se dispone de un neutro para conectar con la tierra o sistema de distribución.
Aplicaciones.
Para alimentar convertidores rotativos de seis fases por medio de sistemas bifásicos. [8]
Autotransformadores
A causa de su coste inicial relativamente bajo, los autotransformadores llaman la atención de muchas personas que utilizan estos elementos eléctricos, y aunque la cuestión del coste resulta de mucha importancia, hay otras consideraciones técnicas que muchas veces constituyen los factores decisivos para adoptar estos transformadores. Los autotransformadores se construyen con un solo enrollamiento por fase, de manera que una par-te de este es común pa-ra el primario y el secundario.
Las conexiones de los autotrans-formadores trifásicos, pueden resumirse de este modo. [9]
Conexión de estrella a estrella.
Fig. 29 conexión estrella a estrella
Esta conexión del autotransformador es quizá la que se emplea más extensamente, siendo la más sencilla, la más robusta, y con ella puede disponerse de un neutro para conectar con la tierra y para un transformador del tipo acorazado trifásico, o una distribución con cuatro cables, Si el aparato es un transformador del tipo acorazado trifásico, o bien una batería compuesta de tres transformadores monofásicos, puede aparecer la interferencia del tercer armónico cuando se conecte con la tierra el neutro. Tal como ocurre con los transformadores usuales de doble bobinado; pero, si se adopta el tipo de núcleo trifásico, este inconveniente desaparece. La conexión de la figura se aplica igualmente a autotransformadores elevadores como reductores, y solo es cuestión de intercambiar los terminales a, b, c, y A. B. C, respetivamente. Las características de los enrollamientos son similares a las de los transformadores de doble bobinado con conexión de es-trella a estrella.[6]
Conexión de triangulo- triangulo.
El esquema a) del grupo de conexiones de triangulo a triangulo en los autotransformadores, muestra la disposición mas simétrica posible, pero solo es factible en la relación de dos a uno.
El esquema b) del grupo muestra las conexiones de un autotransformador elevador, con las cuales la relación de transformación puede tener el valor que se desee. El Angulo de fase entre los terminales del primario y del secundario depende de la relación de transformación.
El esquema c) del grupo muestra las conexiones de un transformador reductor para cualquier valor de la relación de transfiguración. En este caso, también el ángulo de fase entre los terminales del primario y del secunda-rio depende de la relación de transformación. Todas estas conexiones de triangulo-triangulo presentan el inconveniente de que no hay neutro disponible para conectar con la tierra o red de distribución. Las características de los enrollamientos son semejantes a las de los transformadores de doble bobinado en conexión de triangulo a triangulo.[11]
Fig. 30 conexión triangulo a triangulo
Conexión de V a V.
Fig. 31 conexión V a V
La conexión de V a "V no se emplea con mucha frecuencia, pues, aunque su coste inicial es bajo, adolece de los mismos inconvenientes que los transformadores trifásicos usuales de doble bobinado, del grupo con conexión de V a V. Esta conexión es electrostáticamente desequilibrada, no se dispone de neutro, y las características del enrollamiento son parecidas a las de los transformadores de doble bobina-do del grupo con conexiones de V a V. [5]
Conexión de T a T.
Fig. 32 conexión T a T
Esta conexión se emplea también muy raramente en los autotransformadores trifásicos, pero ofrece sobre la de V a V la ventaja de que se pue-de disponer de un neutro, por lo que el equilibrio de la tensión puede mantenerse estable. Las características del enrollamiento son similares a las del grupo de doble bobinado con conexión de T con T, pero los neutros no coinciden y solo se puede conectar con la tierra uno de ellos. [9]
Conexión de estrella a estrella interconectada o de estrella interconectada a estrella.
Fig. 33 conexión estrella a estrella interconectada o de estrella interconectada a estrella.
Esta conexión puede a veces ser útil por el hecho de que semejante autotransformador se puede montar en paralelo con un transformador de doble bobi-nado en conexión de estrella a triangulo o de triangulo a estrella.
El esquema a) del gru-po muestra las conexiones de un autotransformador elevador de estrella-estrella interco-nectada al reductor de estrella interconectada a estrella. Se dispone de un neutro para conectar con la tierra o una red de distribución, y las tensiones del tercer armónico no se presentan en el lado de la estrella interconectada. Para las conexiones del esquema, la relación de transformación debe ser de 1 a 1,73.
El esquema b) del grupo muestra las conexiones de estrella-estrella interconectada o de estrella in-terconectada-estrella en transformadores elevadores o reductores, respectivamente. Para los transfor-madores de: estrella-estrella interconectada, la tensión primaria se aplica a los terminales a, b. c, mientras que en los de estrella interconectada-estrella, la tensión primaria se aplica a los A, B, C. Las características de los enrollamientos son similares a las de los transformadores de doble bobinado die estrella a estrella interconectada.
La siguiente tabla muestra algunas de las conexiones expuestas anteriormente, conjuntamente con los ángulos de desfase que se produce entre el primario y el secundario de cada transformador.[9]
Fig. 32 tabla de conexiones de lo bobinados
Los "Tap´s" no son más que derivaciones de alguno de los bobinados del transformador, a veces para cambiar el voltaje de entrada, o para escoger distintos voltajes de salida en el secundario, o para variar la impedancia de carga en caso de un transformador de audio, ya sea de acoplamiento, micrófono o de salida.Aunque la prueba que sugiere Fogonazo es buena, debe realizarse SOLAMENTE cuando estás seguro de haber identificado los cables que corresponden al primario o entrada de la red, además de saber que es un transformador de poder y no uno de adaptación de impedancias u otro uso que no sea el de proveer alimentación de distintos voltajes al de la red.
Si aplicas una tensión AC en serie con un foco o bombilla así sea de 20 watts, corres el riesgo de quemar el bobinado en caso de que por ejemplo, sea para una salida de 5 volts AC pero de muy baja corriente, porque lógicamente el alambre utilizado es muy delgado y con la corriente limitada por el foco puede ser suficiente para que se queme ese bobinado.
Si aplicas el mismo voltaje con el foco a un bobinado de muy alta tensión, corres el peligro de generar un transitorio muy grande voltaje que puede destruir el dieléctrico, es decir el material aislante entre capa y capa del transformador. [12]
Conclusión
Cada una de estas características puede ser la mejor en su tipo, debido a que depende de la aplicación donde vayamos a usar. El tipo de núcleo más eficaz es el tipo acorazado. gracias a su forma, las tenciones en el transformador tipo acorazado presentan menos distorsiones en las salidas de las fases. También se sabe ahora que los sistemas de potencia trifásicos le sacan ventaja a los sistemas monofásicos como por ejemplo se puede obtener más potencia por kilogramo de metal de una maquina trifásica. Así también otra grande ventaja que se logra ver es que la potencia suministrada a una carga trifásica es constante en todo momento , en lugar de oscilar como lo hace en los sistemas monofásicos.
El transformador trifásico es una maquina muy útil y con un campo de aplicación bastante grande y casi total dentro de la electrónica y la electricidad, ya que tiene una amplia gama de configuraciones en su conexión y diferentes métodos de disposición en la construcción de la parte física.
En bajas capacidades los transformadores trifásicos son más pesados.
El costo de los transformadores trifásicos siempre es más bajo (solo el 10% en bajas capacidades pero en altas capacidades llega a ser hasta el 25% menos en comparación con los
Transformadores monofásicos)
Por estas razones la industria ha preferido usar los transformadores trifásicos ya que esta opción implica un ahorro significativo que conlleva a minimizar los costos de producción.
Cuando analizábamos la conexión en delta abierto se nos vino una pregunta porque en vez de salir como potencia 66.7% que era lo que lógicamente tendría que salir ,sale tan solo un 57,7% .La repuesta estaba que un transformador produce potencia reactiva que consumía el otro . por ello el intercambio de energía entre los dos transformadores es lo que limita la potencia de salida .
Gracias a la conexión ye abierta y delta abierta se puede dar servicio a pequeños clientes comerciales que necesitan servicio trifásico en áreas rurales donde no están disponibles las tres fases.
Referencias biográficas
[1]Hay Williams, Enginnering Electromagnetism 5a Edición McGraw Hill, Nueva York
[2]Stephen Chapman, Maquinas Electricas,4 edición, Mac Graw Hill ,México
[3]JESUS FRAILE MORA; Máquinas Eléctricas;5 Edición , Mac Graw Hill ,México
[4]Alexander, Charles K Fundamentos de Circuitos Electricos,3a edición Mc Graw Hill
[5]H.HUSBCHER, Electrotecnia Curso Elemental ,2ª edición
LINKS:
[6]rk: Wi 81.
CEAC S.A. Ediciones "Transformadores y convertidores"
[7]www.inele.ufro/apuntes.com
Autor:
Tema: transformadores trifásicos
[8]www.electronicaelemental.com
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