El transformador está basado en los fenómenos de inducción electromagnética: producción de f.e.m. por variación de flujo en un circuito estático o por corte de flujo a un circuito en movimiento.
Un transformador elemental consta de un núcleo de chapas magnéticas al que rodean dos devanados, el devanado primario y el secundario, respectivamente.
Al conectar el devanado primario a una red de c.a., se establece un flujo alterno en el circuito magnético que, a su vez inducirá las ff. ee. mm.E1 y E2 en los devanado primario y secundario.
El devanado primario recibe la potencia activa de una red, y por lo tanto, se comporta como un receptor. Por el contrario el devanado secundario se conecta alrededor de un circuito magnético cerrado, formado por un apilado de chapa magnética de grano orientado.
¿Cual es el objeto del transformador?
La energía eléctrica se produce en las centrales eléctricas por transformación de otros tipos de energía, como son: hidráulica, térmica, nuclear, etc.
Actualmente la energía eléctrica se genera en forma de corriente alterna por medio del generador o alternador. Sin embargo, el centro de producción suele estar alejado del lugar de consumo, por lo que se ha de buscar el sistema más rentable a la hora del transporte: se necesita para ello, elevar considerablemente la tensión de salida del alternador, por ser esta siempre inferior a 25kv, mientras que, en los grandes transportes se utilizan tensiones de 220, 380, 500 kv, etc.
Definición de transformador
Es el aparato estático de inducción electromagnética destinado a transformar un sistema de corrientes variables (Alternas), en otro o varios sistemas de corrientes variables, de intensidad y de tensión generalmente diferentes y de la misma frecuencia.
El trasformador no puede utilizarse en corriente continua.
Utilidad del transformador de potencia
El transformador tiene su principal aplicación como variador de la tensión en las líneas de transporte de la energía eléctrica, en su doble versión de elevador y reductor.
Desde el final de la línea de transporte hasta su conexión con los receptores de energía eléctrica es sometido a varias transformaciones con sucesivas reducciones de tensión, por lo que jugará un papel primordial el rendimiento del transformador.
El transformador intercalado en las Indias de transporte y distribución pertenece al campo de las máquinas de potencia, por lo que las explicaciones sucesivas entrar en este tipo de transformador.
Otras aplicaciones del transformador
Además de los transformadores de potencia, son necesarios los transformadores de medida, bien sean de tensión bien de corriente destinados a alimentar aparatos de medida, contadores y, por extensión relés otros aparatos análogos.
También tiene su campo de aplicación en el aislamiento de tensión como transformador de aislamiento, destinado a separar el circuito de utilización, de la tensión de alimentación, evitando así los posibles peligros por contacto.
El campo de utilización de este aparato se completa con los transformadores especiales, autotransformadores, transformadores con tomas variables etc.
Clasificación de los transformadores
La clasificación de formadores puede hacerse atendiendo a varios criterios, como sistema de corrientes, variación de tensión, tipo de construcción, sistemas de refrigeración, etc.
Según el sistema de corrientes utilizado en la conexión de los devanados se fueron se clasifican en monofásicos, bifásicos, trifásicos, trifásicos hexa fásicos, etc.
Según el sentido de variación de la tensión, pueden ser elevadores y reductores. Un mismo transformador puede ser elevador o reductor; Dependerá de la conexión a red; así, en el primero, la tensión inducida en el devanado secundario será superior a la del devanado primario, mientras que, al funcionar como reductor, la tensión en el arrollamiento secundario será inferior a la del primario.
En el aspecto constructivo, se divide en acorazados y de columnas. En el acorazado, el paquete de chapas que constituye el núcleo rodea los devanados y los envuelve generalmente casi por completo.En los de columnas, el circuito magnético está compuesto por dos o más núcleos en forma de columnas.
Valores nominales y características de funcionamiento de los transformadores
Donde la importancia de unificación de criterios en la definición general, se indican a continuación la relaciones normalizados de aplicación a transformadores.
Servicio nominal: conjunto de valores numéricos de las características eléctricas, relacionadas con su duración y secuencias en tiempo, asignadas al aparato por el fabricante indicadas en la placa de características, estando el transformador de acuerdo con las condiciones específicas.
Valor nominal: valor numérico con una característica incluida en el servicio nominal.
Potencia nominal: valor numérico de la potencia incluida en el servicio nominal. Viene dado por el producto de la tensión nominal secundaria y de la intensidad nominal secundaria y de un factor que tiene en cuenta el número de fases.
La potencia nominal se expresa en VA o en kVA.
Tensión nominal primario: tensión de alimentación del transformador y que viene inscrita en la placa de características. Puede estar previsto para ser alimentado con varias tensiones.
Tensión nominal secundaria: tensión secundaria entre fases, funcionando alimentado la tensión nominal primaria, a la frecuencia nominal e intensidad secundaria nominal, bajo factor de potencia igual a la unidad.
Frecuencia nominal: frecuencia para la cual el transformador ha sido construido.
Intensidad nominal primaria: intensidad primaria correspondiente a la frecuencia nominal, la tensión nominal primaria, a la intensidad nominal secundaria y con un factor de potencia igual a la unidad.
Intensidad nominal secundaria: Intensidad secundario para la que el transformador ha sido construido.
Tensión de cortocircuito: tensión que es preciso aplicar al arrollamiento primario para que su intensidad nominal circule por el arrollamiento secundario cuando éste está cerrado en cortocircuito.
La tensión de cortocircuito se expresa, generalmente, en tanto por ciento de la tensión nominal primaria.
Masa: se entiende por masa del transformador todas las partes metálicas exteriores.
