Transformadores

TRANSFORMADOR ELECTRICO

Un transformador es una máquina eléctrica que, basándose en los principios de inducción electromagnética, transfiere energía de un circuito eléctrico a otro, sin cambiar la frecuencia. La transferencia se lleva a cabo con el cambio de voltaje y corriente. Un transformador aumenta o disminuye la corriente alterna cuando es necesario.

Estas máquinas ayudan a mejorar la seguridad y eficiencia de los sistemas de energía durante su distribución y regulación a través de largas distancias.

¿QUÉ HAY DENTRO DE UN TRANSFORMADOR ELÉCTRICO?

Los tres componentes más importantes de un transformador son el núcleo magnético, el devanado principal y el secundario.

El devanado principal es la parte que está conectada a una fuente eléctrica, de donde se produce el flujo magnético inicialmente. Estas bobinas están aisladas una de la otra, y el flujo principal se induce en el devanado principal, de donde pasa el núcleo magnético enlazándose al secundario a través de un camino de reluctancia baja.

El núcleo retransmite el flujo al devanado secundario para crear un circuito magnético que cierre el flujo; así, un camino de reluctancia baja se crea dentro del núcleo para maximizar el enlace del flujo. El devanado secundario ayuda a completar el movimiento del flujo que empieza en el primario, y usando el núcleo alcanza al secundario. Este último puede alcanzar un impulso cuando ambos devanados están enrollados en el mismo núcleo, permitiendo que los campos magnéticos creen movimiento. En todos los tipos de transformadores, el núcleo magnético se ensambla apilando láminas de acero dejando un espacio de aire mínimo requerido para asegurar la continuidad del camino magnético.

CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS TRANSFORMADORES.

Por lo general, todos los transformadores trifásicos utilizados en los CT reúnen una serie de características comunes independientemente del tipo de transformador que sea. Las características más importantes en este aspecto son:

- Tensión primaria: es la tensión a la cual se debe alimentar el transformador, dicho en otras palabras, la tensión nominal de su bobinado primario. En algunos transformadores hay más de un bobinado primario, existiendo en consecuencia, más de una tensión primaria.

- Tensión máxima de servicio: es la máxima tensión a la que puede funcionar el transformador de manera permanente.

- Tensión secundaria: si la tensión primaria es la tensión nominal del bobinado primario del transformador, la tensión secundaria es la tensión nominal del bobinado secundario. Este parámetro debe ser un valor da baja tensión, normalmente 400 V entre fases.

- Potencia nominal: es la potencia aparente máxima que puede suministrar el bobinado secundario del transformador. Este valor se mide en kilovoltioamperios (KVA), siendo las más usuales de 63, 100, 200, 400 y 630 KVA.

- Relación de transformación: es el resultado de dividir la tensión nominal primaria entre la secundaria.

- Intensidad nominal primaria: es la intensidad que circula por el bobinado primario, cuando se está suministrando la potencia nominal del transformador. Dicho en otras palabras, es la intensidad máxima a la que puede trabajar el bobinado primario del transformador.

- Intensidad nominal secundaria: al igual que ocurría con la intensidad primaria, este parámetro hace referencia a la intensidad que circula por el bobinado secundario cuando el transformador está suministrando la potencia nominal.

- Tensión de cortocircuito: hace referencia a la tensión que habría que aplicar en el bobinado primario para que, estando el bobinado secundario cortocircuitado, circule por éste la intensidad secundaria nominal. Se expresa en porcentaje.

- Grupo de conexión: indica la forma de conexión del bobinado primario y secundario (estrella, triángulo o zig zag). Se indica mediante dos letras, una mayúscula para el bobinado primario y otra minúscula para el bobinado secundario, utilizándose las letras que se indican en la siguiente tabla:

CÓMO UTILIZAR UN TRANSFORMADOR REDUCTOR.

El funcionamiento de un transformador se basa en el principio de inducción electromagnética. El transformador se compone de dos bobinas, con distintas cantidades de vueltas. Ambas bobinas están unidas por un material ferromagnético para disminuir las pérdidas del transformador.

Se aplica un voltaje de corriente alterna al devanado primario, lo que genera en este un campo magnético, que se traslada a través del material ferromagnético al devanado secundario. Al ser un campo magnético variable (debido a la corriente alterna) genera en el devanado secundario una fem (fuerza electromotriz).

Este voltaje va a depender de 3 factores:

1. La cantidad de vueltas que tiene el devanado primario (N1)

2. La cantidad de vueltas que tiene el devanado secundario (N2)

3. El voltaje aplicado en el devanado primario

Es por eso que el uso de un transformador es prácticamente universal, de igual forma a continuación detallaremos alguno de los usos más comunes de estos:

- Para distribución de energía. Es mucho más eficiente transportar la energía con alto potencial y baja intensidad. Es por esto por lo que se utilizan los transformadores para elevar el potencial a alta tensión. Sin embargo, en nuestros hogares tenemos corriente de baja tensión. Por lo que también se necesitan transformadores para pasar de alta a media y baja tensión.

- Para protección de maquinaria eléctrica. En las industrias, los transformadores son muy utilizados para proteger y aislar los equipos eléctricos, controlando los pulsos de energía.

- Para generar altos voltajes. Los transformadores son muy utilizados en el ámbito ferroviario para hacer mover las maquinarias que necesitan de un alto voltaje para funcionar.

TRANSFORMADOR ELEVADOR/REDUCTOR DE TENSIÓN.

Son utilizadas por las empresas generadoras de electricidad para transportar a altas tensiones y que las casas puedan recibir a bajas tensiones.

Un transformador en el que la salida (secundaria).El voltaje es menor que su voltaje de entrada (primario) se llama transformador reductor. El número de vueltas en el primario del transformador es mayor que el giro en el secundario del transformador, es decir, T2 <T1. El transformador reductor se muestra en la siguiente figura.

TRANSFORMADOR ELEVADOR

1. La relación de giro de voltaje del transformador reductor es de 2: 2. La relación de giro de voltaje determina la magnitud de las transformaciones de voltaje de los devanados primarios a los secundarios del transformador.

El transformador reductor se compone de dos o más Bobina enrollada en el núcleo de hierro del transformador.

CÓMO DETERMINAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE UNA BOBINA

Una bobina de encendido típica es un transformador de tipo pulso con un núcleo de hierro dulce y dos bobinados uno encima del otro, conocidos como primario y secundario. Usando voltaje de batería, la bobina suministra a las bujías un arco eléctrico de baja corriente y alto voltaje de entre 4000 y 60,000 voltios o más.

Una bobina de encendido no tiene partes móviles, por lo que generalmente tiene una vida útil prolongada de miles de millas sin problemas. Sin embargo, la bobina funciona en un entorno hostil que puede afectar su funcionamiento. Las altas temperaturas, las vibraciones, los terminales eléctricos sucios o corroídos y el mantenimiento deficiente del sistema de encendido pueden acortar la vida útil de una bobina de encendido.

Si hemos revisado que todo el cableado está correctamente conectado y ahora dudamos que la bobina de encendido se encuentra en buenas condiciones podemos realizar unas pruebas para determinar en dónde se encuentra el problema.

Si tenemos dudas que no se está generando alto voltaje, podemos proceder de la siguiente manera:

   1. Apagar el motor

    Desconectar el cable que va la distribuidor o a una bujía si no hay distribuidor.

 2. Insertar un destornillador en el cable que acabamos de desconectar

   Acercarlo a 1 cm aproximadamente del bloque del motor SIN TOCAR NI EL MOTOR, NI TAMPOCO LA PARTE METÁLICA DEL DESTORNILLADOR CON LOS DEDOS.

 3. Pedir a otra persona que haga intentos de encendido del motor

    En cada intento debemos notar que salta una chispa desde el destornillador hacia el bloque del motor.

 4. Si tenemos chispa entonces está funcionando la bobina de encendido.

    El problema puede ser una bujía floja o dañada, cable de alto voltaje dañado.

  5. Probar con otro cable de alto voltaje

Si no tenemos presencia de chispa procedemos a medir la resistencia del primario y del secundario, obteniendo los siguientes resultados:

      - Resistencia baja del primario: < 5 ohmios

      - Resistencia alta en el secundario: > 5 kilo-ohmio

      - No debe presentar olor de caucho o plástico quemado

La relación de las medidas entre primario y secundario es de unas MIL VECES, es decir si el primario marca 4.0 ohmios entonces la resistencia del secundario debe marcar 4.000 ohmios ó más.