Análisis de Transformadores y Motores de Corriente Alterna: Funcionamiento, Pruebas y Diseño

Funcionamiento en Vacío: Pérdidas en el Hierro

La potencia perdida en el hierro del circuito magnético de un transformador puede ser medida en el ensayo de vacío. La potencia absorbida en estas condiciones es casi exclusivamente debida a las pérdidas en el hierro.

Ensayo de Cortocircuito: Características y Parámetros

Con este ensayo obtenemos las siguientes características:

• Pérdidas en el cobre: Potencia absorbida por el primario.
• Tensión de cortocircuito: Tensión necesaria en el primario para que circule la intensidad máxima de cortocircuito en el secundario.
• Impedancia.
• Intensidad máxima de cortocircuito.
• Reactancia.
• Coseno de cortocircuito.

Rendimiento de un Transformador

El rendimiento de un transformador es variable y depende de la potencia suministrada. Las pérdidas de potencia que se producen en los transformadores se transforman en calor.

Refrigeración de Transformadores

Dado que son máquinas estáticas, la forma de refrigeración debe ser ajena a la máquina.

Transformadores Secos

Se refrigeran por circulación de aire natural o forzada con ventiladores.

Transformadores de Baño en Aceite o Similar

Los circuitos magnéticos y eléctricos están sumergidos en el refrigerante, al que ceden el calor. Este, a su vez, lo disipa al exterior a través de las aletas de los radiadores.

Diferencia entre Motores y Alternadores

Entre las máquinas de corriente alterna, hay que distinguir entre motores y alternadores. El motor convierte la energía eléctrica en mecánica, mientras que el alternador recibe energía mecánica y la transforma en eléctrica.

Motores de Corriente Alterna: Tipos y Componentes

Concéntricos: Las bobinas comparten el mismo centro. Excéntricos: Se superponen. En el estator se aloja el bobinado capaz de crear un campo magnético suficiente para producir el giro del rotor. La velocidad de rotación del rotor es siempre inferior a la velocidad del campo magnético giratorio. Para generar una FEM es necesario que entre los conductores del rotor y la velocidad del campo giratorio exista una diferencia de velocidad llamada deslizamiento. Debido al deslizamiento, la velocidad del rotor será menor que la de sincronismo.

Conceptos Clave

• Ranuras (k): Espacios huecos a lo largo de la circunferencia del motor donde se colocan los lados activos de la bobina.
• Bobinas (b): Formadas por un número determinado de espiras.
• Lado activo: Parte recta de la bobina situada en el interior de la ranura.
• Grupos de bobinas (g): Grupo de bobinas conectadas en serie.
• Amplitud de grupo (m): Número de ranuras entre la bobina más pequeña del grupo y las que serán ocupadas por otras.
• Polos: Núcleos de hierro rodeados por bobinas que, al ser recorridas por una corriente, provocan un flujo magnético.
• Paso polar: Distancia entre los ejes de dos polos contiguos de diferente polaridad.
• Ancho de bobina: Anchura de la bobina calculada en número de ranuras.

Conexión de Bobinas

• Por polos: Principios con principios y finales con finales.
• Por polos consecuentes: Principios con finales y finales con principios.

Proceso de Cálculo en Motores

Parámetros a considerar en el cálculo:

• Número de fases (q).
• Número de polos (2p).
• Número de ranuras.
• Polos y fases (kpq) (no puede ser fraccionario).
• Bobinas por capa y por ranuras (B).
• Número de grupos totales (Gt).
• Número de grupos por fase (Gf).
• Número de bobinas por grupos (U).
• Amplitud de grupo (m).