Autotransformador

Autotransformador

A diferencia de los transformadores electricos que dispone de dos devanados aislados electricamente: primario y secundario. El autotransformador es un tipo de transformador eléctrico donde el primario y el secundario comparten el mismo devanado único común. En otras palabras, se trata de un transformador de una bobina.

El autotransformador es un tipo de transformador eléctrico donde el primario y el secundario comparten el mismo devanado único común. En otras palabras, se trata de un transformador de una bobina.

La principal ventaja es mucho menos costoso, mejora la regulación del voltaje en lineas de transmisión, genera mayor potencia, pero su desventaja es que no tiene el aislamiento del devanado primario / secundario de un transformador convencional de doble bobina.

Un autotransformador se utiliza principalmente para los ajustes de voltajes de línea para cambiar su valor o para mantenerlo constante.

En condiciones de carga, una parte de la corriente de carga se obtiene directamente del suministro y la parte restante se obtiene mediante la acción del transformador. Un autotransformador funciona como un regulador de voltaje.

Funcionamiento de un autotransformador

Al igual que los transformadores, los autotransformadores funcionan basados en el principio de campos magnéticos variantes en el tiempo, por lo que no pueden ser utilizados en circuitos de corriente continua. Para reducir al mínimo las pérdidas en el núcleo debidas a corrientes de Foucault y a la histéresis magnética, se suele utilizar acero eléctrico, laminado en finas chapas que luego se apilan y compactan.
Las láminas del núcleo así construido se orientan haciendo coincidir la dirección del flujo magnético con la dirección de laminación, donde la permeabilidad magnética es mayor.

 

La relación de transformación de un autotransformador es la relación entre el número de vueltas del devanado completo (serie + común) y el número de vueltas del devanado común. Por ejemplo, con una toma en la mitad del devanado se puede obtener una tensión de salida (en el devanado «común») igual a la mitad del de la fuente (o viceversa).

Dependiendo de la aplicación, la porción del devanado que se utiliza solo para el circuito de alta tensión se puede fabricar con alambre de menor calibre (puesto que requiere menos corriente) que la porción del devanado común a ambos circuitos; de esta manera la máquina resultante es aún más económica.

Tipos de autotransformador

Autotransformador Reductor

Si se aplica una tensión alterna entre los puntos E1, y se mide la tensión de salida entre los puntos E2, se dice que el autotransformador es reductor de tensión.

autotransformador_reductor

Relación de vueltas Vh / Vc < 1

Autotransformador Elevador

Si se aplica una tensión alterna entre los puntos Vh, y se mide la tensión de salida entre los puntos Vc, se dice que el autotransformador es elevador de tensión.

autotransformador_elevador

Relación de vueltas Vh / Vc > 1

Conexiones de un autotransformador

autotransformador1

Autotransformador reductor

(V1+V2)/V2

autotransformador2

Autotransformador elevador

V2/(V1+V2)

autotransformador3

Autotransformador reductor

(V1+V2)/V1

autotransformador4

Autotransformador elevador

V1/(V1+V2)

Ventajas de usar autotransformadores

Menos costoso: el tamaño del auto transformador sería aproximadamente el 50% del tamaño correspondiente de dos transformadores de bobinado. Por lo tanto, el transformador automático es más pequeño en tamaño y más barato, ya que hay un ahorro en el costo del material.

Mejor regulación: un transformador automático tiene una mayor eficiencia que dos transformadores de bobinado. Esto se debe a una menor pérdida óhmica y una pérdida del núcleo debido a la reducción del material del transformador.

Pérdidas bajas en comparación con el transformador de dos devanados ordinario de la misma clasificación: el transformador automático tiene una mejor regulación de voltaje, ya que la caída de voltaje en la resistencia y la reactancia del devanado simple es menor que la pérdida eléctrica.

Mayor Potencia: el autotransformador genera mayor potencia y mejor rendimiento y a la vez tiene menor caída de tensión y menos intensidad de vacío.

Fácil construcción: Resulta más fácil su construcción y requiere menos cobre.

Desventajas de usar autotransformadores

El flujo de fuga entre los devanados primario y secundario es pequeño y, por lo tanto, la impedancia es baja. Esto da como resultado, corrientes de cortocircuito más severas en condiciones de falla.

Las conexiones en los lados primario y secundario tienen que ser necesariamente iguales, excepto cuando se usan conexiones destacadas interconectadas. Esto introduce complicaciones debido al cambio del ángulo de fase primario y secundario, particularmente en el caso de la conexión delta / delta.

No tiene aislamiento en los primarios y secundarios.

La conducción Galvánica entre primario y secundario.

Baja regulación de tensión debido a su baja

Debido a la construcción eléctrica del autotransformador, la impedancia de entrada del autotransformador es menor que de un transformador común. Esto no es ningún problema durante el funcionamiento normal de la máquina, pero si por alguna razón se produce un cortocircuito a la salida

Debido al neutro común en un transformador automático conectado estrella / estrella, no es posible conectar a tierra el neutro de un solo lado. Ambos lados deben tener su neutralidad ya sea de tierra o aislados.

El devanado secundario no está aislado del devanado primario. Si se usa un autotransformador para suministrar bajo voltaje desde un alto voltaje y hay una ruptura en el devanado secundario, el voltaje primario completo llega a través del terminal secundario, que es peligroso para el operador y el equipo. Por lo tanto, el transformador automático no debe utilizarse para interconectar sistemas de alto y bajo voltaje.

 

 

Aplicaciones para autotransformadores

Existe aplicaciones muy importantes para el funcionamiento de otras máquinas que requieren autotransformadores, a menudo se utilizan en sistemas eléctricos de potencia.

Los autotransformadores se utilizan a menudo en sistemas eléctricos de potencia, para interconectar circuitos que funcionan a tensiones diferentes, pero en una relación cercana a 2:1 (por ejemplo, 400 kV / 230 kV ó 138 kV / 66 kV)

En la industria, se utilizan para conectar máquinas fabricadas para tensiones nominales diferentes a la de la fuente de alimentación (por ejemplo, motores de 480 V conectados a una alimentación de 600 V). Se utilizan también para conectar aparatos, electrodomésticos y cargas menores en cualquiera de las dos alimentaciones más comunes a nivel mundial (100-130 V a 200-250 V).

 

 

En sistemas de distribución rural, donde las distancias son largas, se pueden utilizar autotransformadores especiales con relaciones alrededor de 1:1, aprovechando la multiplicidad de tomas para variar la tensión de alimentación y así compensar las apreciables caídas de tensión en los extremos de la línea.

Conclusiones

En esta investigación concluimos con lo mencionado en los puntos requeridos anteriormente en que encontramos una gran gama de ventajas del autotransformador y desventajas explicamos el funcionamiento y como opera el autotransformador en si decimos que el autotransformador se caracteriza de los demás por tener un solo bobinado

En otra parte decimos que los autotransformadores ofrecen aplicaciones como en los sistemas de ferroviarios, en los arrancadores de motores de jaula de ardilla y en el sistema de distribución rural

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