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El Transformador
Trifásico |
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Lo
visto para el transformador monofásico
es aplicable a cada
fase del trifásico
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Transformación
mediante tres transformadores monofásicos
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Un sistema
trifásico se puede transformar empleando 3 transformadores
monofásicos. Los circuitos magnéticos son completamente
independientes, sin que se produzca reacción o interferencia
alguna entre los flujos respectivos.
Otra
posibilidad es la de utilizar un solo transformador
trifásico compuesto de un único núcleo magnético en
el que se han dispuesto tres columnas sobre las que
sitúan los arrollamientos primario y secundario de
cada una de las fases, constituyendo esto un
transformador trifásico como vemos a continuación.
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Transformador
trifásico |
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Si
la transformación se hace mediante un transformador
trifásico, con un núcleo común, podemos ver que la
columna central (fig. A) está recorrida por un flujo
F
que, en cada instante, es la
suma de tres flujos sinusoidales, iguales y desfasados
120º. El flujo F
será pues siempre
nulo. En consecuencia, se puede suprimir la columna
central (fig. B). Como esta disposición (fig. b) hace
difícil su construcción, los transformadores se
construyen con las tres columnas en un mismo plano (fig.
C). Esta disposición crea cierta asimetría en los flujos
y por lo tanto en las corrientes en vació. En carga la
desigualdad de la corriente es insignificante, y además
se hace más pequeña aumentando la sección de las culatas
con relación al núcleo central. |
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En
un transformador trifásico cada columna está formada por
un transformador monofásico, entonces
toda la teoría explicada en la
sección de los
transformadores monofásicos
es válida para los trifásicos, teniendo en cuenta
que las magnitudes que allí aparecen hace referencia
ahora a los valores por fase. |


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Conexiones
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Para
relacionar las tensiones y las corrientes primarias con
las secundarias, no basta en los sistemas trifásicos con
la relación de transformación, sino que se debe indicar
los desfases relativos entre las tensiones de una misma
fase entre el lado de Alta Tensión y el de Baja Tensión.
Una manera de establecer estos desfases consiste en
construir los diagramas fasoriales de tensiones y
corrientes, conociendo: la conexión en baja y alta
tensión (estrella, triángulo o zig-zag), las polaridades
de los enrollados en un mismo circuito magnético o
fase, y las designaciones de los bornes.

Los tres arrollamientos,
tanto
del primario como del secundario, se pueden conectar de
diversas formas, siendo las siguientes algunas de las
más frecuentes:
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Formas de Conexión |
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Conexiones en Estrella (Y)
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Conexiones en Triángulo (D)
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Conexiones en Zig-zag (Z)

La tensión Van
tiene un valor de:

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Índice
Horario |
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Todos los arrollamientos montados
sobre una misma columna abrazan en cada instante el
mismo flujo común F
y con el fin de precisar el sentido de las f.e.m.
suponemos que el sentido de arrollamiento de las bobinas
primarias y secundarias es el mismo. Si designamos con
la misma letra los terminales homólogos en cuanto a
polaridad instantánea de dos cualesquiera de estos
arrollamientos montados sobre la misma columna, los
vectores representativos de las f.e.m. respectivos se
presentaran como se indica a continuación.
Dependiendo del tipo de
conexión, las tensiones simples del primario y del
secundario pueden no estar en fase, cosa que
siempre ocurre en los transformadores monofásicos. Para
indicar el desfase existente entre las tensiones
simples, se suele utilizar el llamado índice horario
(ángulo formado por la aguja grande y la pequeña de un
reloj cuando marca una hora exacta),
expresado en múltiplos de 30º (ángulo entre dos horas
consecutivas, 360º/12=30º ). El conocimiento del desfase (índice
horario) es muy importante cuando se han de conectar
transformadores en paralelo, dado que entonces, todos
los transformadores deben tener el mismo índice horario,
para evitar que puedan producirse corrientes de
circulación entre los transformadores cuando se realice
la conexión.
A continuación veremos algunas
de las formas más frecuentes de
conexión (el desfase se obtiene multiplicando el
numero que acompaña la denominación por 30, ejemplo: en
Yy6 el desfase es 6*30=180º):
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Conexión |
Relación de
transformación |
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VFP
= Tensión fase primario; VFS =
tensión fase secundario;
VLP = Tensión línea primario;
VLS = tensión
línea secundario |
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VFP / VFS
= m
VLP / VLS =
(Ö3 * VFP) / (Ö3
* VFS) = m |
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VFP / VFS
= m
VLP / VLS =
(Ö3 * VFP) / (Ö3
* VFS) = m
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VFP
/ VFS = m
VLP =
VFP
VLS
= VFS
VLP /
VLS = VFP
/ VFS =
m
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VFP
/ VFS = m
VLP
/ VLS = (Ö3
* VFP) / VFS
VLP
/ VLS = (Ö3
* m)
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VFP
/ VFS = m
VLP / VLS =
VFP /
(Ö 3
* VFS)
VLP / VLS =
m /Ö3
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El gráfico siguiente demuestra la
justificación del índice horario para esta conexión
DY11
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VFP
/ VFS = m
VLP / VLS =
Ö3 VFP /
(Ö 3
Ö3 VFS/2)
VLP / VLS =
2 m /Ö3
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Tabla
de índices horarios |
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Aquí,
calcula la potencia S necesaria de un transformador

Rendimiento

En
la figura siguiente vemos la curva del rendimiento de un
transformador con diferentes cargas y cos fi:

En la tabla siguiente vemos valores típicos de diferentes
transformadores

El rendimiento energético del
transformador a lo largo de un periodo de tiempo tt
en el que está en tensión,
mientras que en ese tiempo suministra
energía un tiempo tc es:

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Datos de Diferentes Transformadores
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