Transformadores y máquinas rotatorias

Tec.Electricidad y automatización Industrial[pic 1]

Transformadores y Máquinas

Rotatorias.

Docente: Walter Rodríguez Leal

Alumno: Ismael Villarroel Jara

Sección: 002_D

Asignatura: Maquinas Eléctricas

Arauco,11-06-2024

Índice

Contenido

Elementos de la presentación        .

1 . Portada        1.

2 . Índice        2.

3. Introducción :        3

4 . Transformadores        4

¿Qué es un transformador?        4

Tipos de conexiones:        5

Formulas:        9

Condiciones de trabajo        10

5 . Maquinas Rotatorias        11

Tipos de maquinas rotativas :        12

6. ¿Qué es un motor sincrónico y un asincrónico?        13

Cómo se comporta:        14

   Tipo de conexiones:        15

7. Condiciones de trabajo:        15

8. Circuitos de Accionamiento de las maquinas eléctricas        16

Conclusión:        18

3. Introducción

En el ámbito de la ingeniería eléctrica, los transformadores y las máquinas rotativas juegan roles fundamentales en la generación, distribución y utilización de energía eléctrica. Los transformadores son dispositivos esenciales para modificar los niveles de voltaje en los sistemas eléctricos, mientras que las máquinas rotativas son responsables de la conversión de energía eléctrica en energía mecánica, y viceversa. En este informe, exploraremos en detalle los conceptos, características y aplicaciones tanto de los transformadores como de las máquinas rotativas. Comenzaremos examinando los transformadores, centrándonos en su definición, tipos de conexiones y fórmulas fundamentales. Luego, nos adentraremos en el mundo de las máquinas rotativas, analizando qué son, sus tipos, comportamiento, conexiones y condiciones de trabajo.

Transformadores: Conceptos Básicos y Tipos de Conexiones

Los transformadores son dispositivos eléctricos que permiten la transferencia eficiente de energía eléctrica entre dos o más circuitos mediante la inducción electromagnética. Entre los tipos de conexiones más comunes en transformadores se encuentran la conexión en paralelo, en serie, delta (Δ), estrella (Y) y zigzag. Estas configuraciones proporcionan flexibilidad en la distribución y control de voltajes en sistemas eléctricos.

Además, las fórmulas fundamentales, como la relación de transformación, la potencia y la relación de corriente, son cruciales para calcular y comprender el rendimiento y la eficiencia de los transformadores en diversas aplicaciones.

Máquinas Rotativas: Definición, Tipos y Comportamiento

Las máquinas rotativas son dispositivos electromecánicos que convierten energía eléctrica en energía mecánica (motores) o viceversa (generadores) mediante la rotación de un eje. Entre los tipos más comunes se encuentran los motores eléctricos, los generadores eléctricos, las turbinas y los compresores. Estas máquinas exhiben comportamientos específicos según su diseño y aplicación, desde mantener una velocidad constante en motores síncronos hasta adaptarse a cambios en la carga en motores asíncronos.

Conexiones y Condiciones de Trabajo

Tanto los transformadores como las máquinas rotativas requieren conexiones adecuadas y condiciones de trabajo óptimas para garantizar su funcionamiento eficiente y seguro. Las conexiones en transformadores, como delta-delta, estrella-estrella, delta-estrella y estrella-delta, deben seleccionarse según los requisitos de voltaje y corriente del sistema. Por otro lado, las condiciones de trabajo incluyen factores como carga nominal, temperatura, frecuencia de operación, calidad del suministro eléctrico y mantenimiento regular.

4. Transformadores

• ¿Qué es un transformador?

R: Un transformador es un dispositivo eléctrico utilizado para transferir energía eléctrica entre dos o más circuitos mediante la inducción electromagnética. Se compone de dos bobinas de alambre, llamadas devanados, que se acoplan magnéticamente a través de un núcleo de hierro laminado. Un devanado está designado como devanado primario y el otro como devanado secundario. La energía se transfiere del primario al secundario o viceversa sin variar la frecuencia mediante la ley de Faraday.

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Tipos de conexiones:

1. Conexión Delta-Delta (Δ-Δ): En esta configuración, los devanados primarios y secundarios están conectados en delta. Es comúnmente utilizado en aplicaciones industriales y de distribución donde se necesita una alta fiabilidad y robustez. Delta-Delta Esta conexión se utiliza frecuentemente para alimentar sistemas de alumbrado monofásicos y carga de potencia trifásica simultáneamente, presenta la ventaja de poder conectar los devanados primario y secundario sin desfasamiento, y no tiene problemas de cargas desbalanceadas o armónicas.

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Esta conexión se utiliza frecuentemente para alimentar sistemas de alumbrado monofásicos y carga de potencia trifásica simultáneamente, presenta la ventaja de poder conectar los devanados primario y secundario sin desfasamiento, y no tiene problemas de cargas desbalanceadas o armónicas. Sin embargo, circulan altas corrientes a menos que todos los transformadores sean conectados con el mismo tap de regulación y tengan la misma razón de tensión.

2. Conexión Estrella-Estrella (Y-Y): Tanto los devanados primarios como los secundarios están conectados en estrella. Esta configuración es adecuada para aplicaciones donde se necesita una relación de voltaje precisa entre las fases y el neutro.

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En una conexión U -U, el voltaje primario de cada fase se expresa por VFP=VLP /Ö3. El voltaje de la primera fase se enlaza con el voltaje de la segunda fase por la relación de espiras del transformador. El voltaje de fase secundario se relaciona, entonces, con el voltaje de la línea en el secundario por VLS =Ö3 * VFS. Por tanto, la relación de voltaje en el transformador es

VLP / VLS = (Ö3 * VFP) / (Ö3 * VFS) = a

Se emplea en sistemas con tensiones muy elevadas, ya que disminuye la capacidad de aislamiento. Esta conexión tiene dos serias desventajas.

• Si las cargas en el circuito del transformador están desbalanceadas, entonces los voltajes en las fases del transformador se desbalancearán seriamente.
• No presenta oposición a los armónicos impares (especialmente el tercero). Debido a esto la tensión del tercer armónico puede ser mayor que el mismo voltaje fundamental.

3. Conexión Delta-Estrella (Δ-Y): En esta configuración, el devanado primario se conecta en delta, mientras que el devanado secundario se conecta en estrella. Es útil cuando se necesita transformar un sistema de distribución delta a un sistema de distribución estrella.

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En una conexión D -U , el voltaje de línea primario es igual al voltaje de fase primario, VLP=VFP, en tanto que los voltajes secundarios se relacionan por VLS =Ö3 *VFS, por tanto, la relación de voltaje línea a línea de esta conexión es:

VLP / VLS = VFP / (Ö3 * VFS)

VLP / VLS = a /Ö3

Esta conexión tiene las mismas ventajas y el mismo desplazamiento de fase que el transformador U -D.

Se usa en los sistemas de transmisión en los que es necesario elevar tensiones de generación. En sistemas de distribución industrial, su uso es conveniente debido a que se tiene acceso a dos tensiones distintas, de fase y línea.

4. Conexión Estrella-Delta (Y-Δ): Aquí, el devanado primario está conectado en estrella, mientras que el devanado secundario está conectado en delta. Es útil para aplicaciones donde se necesita reducir el voltaje de línea a voltaje de fase en el sistema secundario.

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La conexión U -D no tiene problema con los componentes del tercer armónico en sus voltajes, ya que ellos se consumen en la corriente circulatoria del lado delta(D). Está conexión también es más estable con relación a las cargas desbalanceadas, puesto que la delta(D) redistribuye parcialmente cualquier desbalance que se presente.

Esta disposición tiene, sin embargo, un problema. Debido a la conexión delta(D), el voltaje secundario se desplaza 30º con relación al voltaje primario del transformador. El hecho de que un desplazamiento de la fase haya ocurrido puede causar problemas al conectar en paralelo los secundarios de dos grupos de transformadores. Los ángulos de fase de los transformadores secundarios deben ser iguales si se supone que se van a conectar en paralelo, lo que significa que se debe poner mucha atención a la dirección de desplazamiento de 30º de la fase, que sucede en cada banco de transformadores que van a ser puestos en paralelo.

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