Teoria Conver

Conexión de Transformadores serán analizadas someramente en este tema algunas de las principales Oonex1ones que pueden ver1f1carse en los transformadores, para lo cual contaremos con las monofásicas, posteriormente se verán las trifásicas y finalmente se estudiarán las que se utilizan para cambiar el número de fases .través de los transformadores. Conexiones en trasformadores monofasios Operaciones paralelo. La conexión paralela de los transformadores tiene un voltaje característico en el lado del embobinado primario y otro voltaje característico común en el secundario. Esta conexión se representa se representa en la figura 4-E-5. Entonces la diferencia entre el voltaje del lado de alta, dividido por la relación de vueltas y el voltaje en el lado de baja es la caída la impedancia interna. En conclusión, al ver esta relación, podemos afirmar que la caída de impedacia dentro de dos transformadores conectado en paralelo es la misma. Así en la figura 4-E-6. E1 es el vector representativo del alto voltaje, E2 representa al vector voltaje en el lado de baja, E1-E2 sea IZ, la caída de impedancia, la cual es común a ambos transformadores.

Así entonces, bajo cualquier condición de carga, la caída de impedancia será debida al producto de la corriente e impedancia en un transformador, el cual deberá ser igual también al producto de la corriente. impedancia en el otro transformador. También puede suceder, que la relación de transformación no sea la misma en ambos transformadores, por lo cual, como el voltaje en el lado de alta y en el lado de baja es el mismo, es evidente que debe circular una corriente constante entre los dos transformadores.

Limitaciones para la conexión en paralelo de los trasformadores monofásicos. Para efectuar este tipo de conexión, es necesario tener en ambos transformadores una relación de transformación idéntica, el por ciento de impedancia igual y la misma relación de reactancia a resistencia. A partir de estas condiciones, envuelven una u otra división antieconómica de corriente, o una corriente circulante, las cuales bajarán notablemente la eficiencia y decrecerán la carga máxima que el banco pueda llevar. Por lo cual se considera que no es recomendable practicar esta clase de conexión cuando se tienen las siguientes condiciones. a) Cuando la división de carga es tal, que con una carga total igual a los KVA combinados de ambos, la corriente fluye en cualquiera de ellos a mas del 100 % del valor normal de plena carga. b) Cuando la corriente circulante sin carga, en cualquier transformador excede el 10% de la relación de plena carga c) Cuando la suma aritmética de la corriente circulante y la corriente de carga, es más del 110% de la corriente normal de plena carga.

Se sobreentiende que la corriente circulante es la que fluye sin carga 108 embobinados de alta y baja tensión. Corriente de carga es la que e en los transformadores bajo carga.

Conexión paralelo serie. Aparte de la conexión en paralela ya discutida, existen en los transformadores monofásicos otros tipos de conexión, que menos importantes que la anterior, pero que vale la pena mencionar. Estas conexiones pueden ser de tres tipos principales, a saber en para o del lado primario y en serie del lado secundario, en serie del primario en paralelo del secundario y finalmente en serie en ambos lados. Primeramente nos ocuparemos del primer caso, representando su grama en la figura 4-E-7. El voltaje aplicado al lado primario esta definido por la tensión del generador, mientras que el del secundario, o llamado tensión de carga, puede ser la suma o la diferencia de las tensiones cada uno de los secundarios, según dichos secundarios se hallan conectados el mismo sentido o en sentido contrario. Si las tensiones secundarías son elevadas, el aislamiento puede estar en peligro.

En la figura antes mencionada, que representa este tipo de conexión entre dos transformadores monofásicos iguales de por ejemplo una relacion de 2200/110 volts, se obtienen por lo tanto 220 volts y una corriente igual la que puede rendir uno solo de ellos. En el caso de que los secundarios hayan sido probados a más de 1000 volts un minuto, nos da una firme seguridad de que el potencial de 220 /110 entre el tanque y una Terminal no significa peligro alguno, por lo cual conexión puede ser usada indefinidamente. Finalmente, también puede llevarse un tercer hilo c entre el a y el b, al cual sirve como "tap" para poder obtener tensiones de 110 volts, al mismo que se obtienen las de 220 volts. Las conexión anterior tiene la propiedad de ser estable, o sea que las 11 están definidas y sólo varían por las caídas R1 y XI, por lo cual Dicha conexion puede ser montada igualmente entre transformadores independientes o entre enrollamientos separados de un mismo transformador, como suucede en casi todos los transformadores utilizados en distribución. conexión serie paralelo. En otras ocasiones la conexión serie paralelo o sea primario conectado en serie y secundario en paralelo, es usada. conexion se representa en la figura 4-E-8

La tensión alimentadora se divide en dos partes, que son proporcionales relaciones de los transformadores, de manera que cada transformador recibe la misma intensidad de corriente pero con diferente potencial. Al entrar en la linea de carga las corrientes secundarias se suman y el conjunto tiene el equivalente de un solo transformador que tuviera por relacion la suma de las relaciones y por capacidad la suma de las capacidades. La conexión, al igual que la anterior es estable en virtud de que cuando uno de los primarios tiende a tomar más potencial que el debido, se establece entonces una corriente circulante en el secundario que nos corrige la diferencia de flujos en los núcleos. El único requisito que se necesita para que la operación sea correcta, es que los excitador es de ambos transformadores, a la tensión normal, no sean muy diferentes. Puede llegar el caso en que el potencial en las terminales se iguale a la tensión de la línea de alimentación, por lo cual, sólo se puede aplicar esta conexión con la condición de que los aislamientos del primario estén ampliamente sobrados. Conexión serie serie: Finalmente, añadiremos que esta conexión se usa en transformadores de doble primario y doble secundario, porque al haber un flujo único no es posible sobre tensión en alguno de los devanados. fuera de este caso, dicha conexión es impracticable. Conexión en los trasformadores trifásicos: Los diferentes tipos o clases de conexiones de transformadores pueden ser comparadas unas con otas bajo los siguiente puntos de vista: 10. Relación de KV A, rendimiento a los KV A, valor del banco. 20. Los grados del voltaje simétrico. 30. Harmonicas de la corriente y del voltaje. 40. Otras operaciones peculiares. El conocimiento de estas características es esencial para la selección apropiada de la conexión a utilizar. Primeramente vamos a hablar someramente de estos puntos de vista, para después entrar de lleno al tema que nos ocupa. La mayor parte de las conexiones de los transformadores trifásico son hechas al conectar tres transformadores idénticos monofásicos en todas sus características, o las fases de un transformador trifásico. Uno a otro entre las líneas, formando así de un lado una conexión delta y del otro lado una conexión estrella. En ambos casos, si los tres transformadores idénticos, o el trifásico son usados, la conexión es simétrica o balanceada, esto es, que las corrientes y voltajes en cada una de las fases son las mismas y están relacionadas alas corrientes y voltajes de línea de una misma forma. Supongamos que representa al voltaje de línea e I la corriente de línea trifásica, entonces para la conexión en delta cada fase recibe un voltaje E y una corriente I/1.73 para la estrella el voltaje entre fases es E/1.73 y la corriente es 1. En los tres casos el valor de cada fase es EI/ 1. 73 Y el valor del banco es 1. 73 El. Ahora bien, como la potencia asociada con un voltaje de línea E y una riente de línea I es también 1.73 El, para todas las cargas trifásicas balanceadas, se sigue que los KV A actuales en los transformadores son iguales a los liberados por el circuito, y así la relación de KVA de carga a los KV A sentados en el banco es la unidad.

El hecho de que todas las demás conexiones de los transformadores trifásicos tengan esta relación más baja que la unidad, hace que se prefiera .E conexión delta o la conexión estrella sobre todas las demás; así por ejemplo si tenemos la conexión delta abierta, la T o la zig zag, vemos que esta relación es únicamente de186. 6%, o sea que por medio de estas conexiones, sólo se es capaz de liberar 86.6% de su relación total de transformación otra importante base de comparación es la debida a la simetría con respecto a las líneas y también con respecto al neutro. La simetría del voltaje y la corriente, ambas con respecto a las tres líneas y también con respecto al neutro, son obtenidas únicamente en la conexión delta y en la zag. Todas las demás conexiones poseen diferentes grados de asimetría, cuales, aunque con carga trifásica balanceada, introducen diferentes operaciones objetables, tales como una regulación desbalanceada y una distorsión en la corriente. Las conexiones delta abierta y la T son obviamente asimétricas con especto a las líneas y como consecuencia ellas introducen en ambos ircuitos una regulación desbalanceada y corrientes magnetizantes de tercera armónica. En cambio, la conexión estrella, aunque simétrica, introduce .oltajes y corrientes asimétricas de tercera harmónica entre líneas y tutro, debido a lo cual la conexión estrella estrella no es muy usada. Por ra parte las conexiones balanceadas trifásicas delta delta, estrella delta elta estrella, no introducen terceras harmónicas y por tal razón la forma la onda de las corrientes magnetizantes obtenidas en dichos circuitos csuperior a la forma de onda de bancos asimétricos. . Conexión delta delta. Esta conexión, representada en la figura 4-E-9, r medio de la cual nos damos cuenta que cada embobinado está conectado a 08 hilos de la línea, pudiendo determinar de una manera más precisa el oltaje aplicado y desarrollado por cada enrollamiento. También podemos bservar que los tres de cada lado forman un circuito cerrado, pudiendo 1"111. 4.E.8 Conexión ..rte p...leI0 " CONVERSlON DE ENERGIA ELECTROMECANICA fluir por dicho circuito la corriente de tercera harm6nica, que por ru6c natural deba tener al mismo tiempo el mismo sentido en las. tres fasea. Se puede emplear esta conexi6n tanto para elevar la tensión como para reducir la. En el caso de que los reglamentos o las necesidades exijan qUt el sistema secundario esté puesto a tierra, se puede hacer esta conexl6n a partir de uno de los hilos, o del centro de una de las fases. Se PU~f recurrir también a transformadores de tierra. La flexibilidad de la corriente inherente de la conexión delta delta ha sido catalogada a ser una de las características más usadas, por el hecho de poder continuar su operación después del deterioro de una de las trea fases del banco, o también permite la adición de una unidad monofásica al banco trirásico con el fin de incrementar el rendimiento permisible. Esto se muestra en la tabla adjunta, la cual nos proporciona once diferente. combinaciones de transformadores idénticos en varios grupos, arreglados desde el banco simétrico en delta (primer caso) en el cual la división de la corriente es perfecta, al banco de la delta abierta (caso dos), en que se experimenta la omisión de la tercera fase, fluyendo en general, la corriente de línea en cada fase. En la última columna de la tabla está representad:1 la relación del rendimiento de KV A del banco, al total de KV A, los cuales fueron determinados en la base de que la relaci6n de carga no se exceder' en

ninguna fase. Esta relación es la unidad solo cuando las fases son semejantes, la más grande es la descripción entre grupos de varias fases; y finalmente la más chica llega a ser el porcentaje de carga que el banco puede librar. Los valores dados en la última columna solamente son válidos cuando el porciento de impedancia de los transformadores de que está compuesto el banco son iguales, el cual, por supuesto será igual en el caso de que lU unidades sean idénticas. La necesidad de combinar un número de transformadores iguales en varios grupos como se nos muestra en esta tabla, es casi siempre ocasionad¡ Capacidad trifásica del Caso INúmero de Conexiones grupo transformador en % valor monoico. 1 3 6. 100 2 2 /\ 86.6 3 2 T 86.6 4 6 6.6. 100 5 5 6./\ 80 6 4 /\/\ 86.6 7 4 /\L 82 8 9 6.6.6. 100 9 7 6./\L 91 10 7 6./\/\ 72 11 8 6.6./\ 88 ¿J.J. '-. :formadores el dese"o de incrementar el rendimiento de los KV A de un banco por la .cibn de unO O dos transformadores más. En este caso es muy conveniente kf la flElxibilidad de la conexión delta de lta y por lo cual, como nos muestra "tabla, se obtiene una reducción en el rendimiento de los transformadore& rolucrados en la conexi6n. Aunque la tabla fué realizada en la base de que todas las unidades nen iguales KV A Y también iguales porcientos de impedancia, la división carga no se altera si dos o más transformadores componiendo una sola le, son sustituidos por un transformador que tenga una relación igual a 'Ccombinada de los transformadores, teniendo también de la misma manera UD idéntico porcentaje de impedancia. ., Concx1ones estrella delta ;r delta estrella. Estas conexiones, re asentadas en la figura 4-E-IO, tienen varias características especiales

las hacen direrentes a las demb, entre las cuales se pueden anotar las lientes: a) La línea del lado de la estrella casi siempre tiene cuatro hilos, ndo tres de ellos para la linea, y el cuarto, denominado neutro, para nectarse a tierra. b) Las tensiones del lado de la delta difieren de las del lado de la rella por no estar éstas en fase. -.::,::): . .

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"111- 4-E.10 Conexlbn e.t,ell. delta -. -;..: e) Del lado de la estrella se tienen conectadas a dos fases en serie. J!E=-:'''- ._dl. En el lada de la delta existe la tercera harmónica donde puede eular localmente con las mismas condiciones que la conexi6n delta delta. ::.- e) En el caso que nos convenga Y que así lo marquen los reglamentos ~lcos, el lado de la estrella se puede conectar a tierra en el neutro ]Jteferlblemente, con el fin de que los potenciales polares sean simétricos . ,,~"".- !3pecto a tierra. . f) Su aplicación más frecuente se encuentra en algunas subestaciones tennediarias entre las líneas de transmisión de tensión extrae levadas .';"1>J 1u Uneas de distribución primaria. ~ - .. Conexi6n estrella estrella. La conexión estrella estrella, (Figura ,;4.1-11), ha sido relativamente impopular debido a dificultades de operación ...~.. +.-Rrl1das de la inherente inestabilidad neutra. Este efecto, puede ser pro ~.:. ;*.''' 1!IIJft~1",,0 así como llegar a ser peligroso en los transformadores y sistemas '... UlDectados, o interferir seriamente con la propia operación de los transfor

~:... madores. La conexión estrella estrella por consiguiente será usada sólo donde medios adecuados han sido provistos para prevenir o para reducir la efectiva inestabilidad neutra. Dicha inestabilidad es el resultado del hecho de que las corrientes fluyen en las ramas de una conexión estrella aislada no siendo independiente de la otra; la corriente que entra por una fase debe salir por las otras dos. Esta restricción generalmente signüica que la corriente de excitación necesaria para la localización propia del neutro no puede fluir exactamente. Existen tres casos de inestabilidad neutra, los cuales son debidos a: a) Corrientes magnetizantesib) Tercera harmónica de las corrientes y c) Carga de linea el neutro. Aunque sin eliminar las completamente, la mayor parte de las desventajas de la conexión estrella estrella se suprimen si el núcleo es del tipo trüásico. A causa de la unión magnética entre las tres fases, el residuo de la tercera harmónica es reducido grandemente y también el neutro es apreciablemente estabilizado. Esto se debe a que la tercera harmónica del N Flg. 4.E.11 Conexl6n e.trella e.trelle 1 1'¡I i ¡! Flg. 4.E.12 Núcleo trlfblcc b n flujo debe producir una tercera harmónica del voltaje que fluya en la mismdirección en las tres fases, y regrese de una unión a la otra alrededor de un camino no magnético como es mostrado diagramáticamente en la figura 4-E-12. Esto debe ser así debido a que estos flujos están en fase unoS COft otros. Como el circuito de regreso para el flujo es un camino de muy alta .oo. ~~" reluctancia, el flujo resultante es mucho menor que en unidades monofásicas O en unidades trifásicas del tipo acorazado. En ambas de las cuales es conTeniente un conducto cerrado de hierro para la tercera harmónica del flujo. ~ El objeto del camino de alta reluctáncia es reducir la tercera harm6nica Inherente del flujo en transformadores trüásicos del tipo núcleo a aproximadamente del 2 al 5% del voltaje fundamental, dependiendo, en densidad magnética del 30 al 7~ apareciendo únicamente en unidades monofásicas. CuuexÍlíu deltu ubierta. Por medio de la conexibn delta abierta, la cual es un caso especial con transformadores no semejantes, que resulta cuando una fase del banco delta delta se ha dafiado, manteniendose en operación; la figura 4-E-13 nos muestra dicha conexión. Con transformadores tnonofásicos, al dafiarse uno de ellos, se pone enteramente fuera de la "onexión sin peligro alguno de perjudicar los transformadores resantes Flg. 4-E.13 Conexl6n delta abierta nel solo hecho de tener cuidado de que la carga sea normal para dic.hos UUiformadores. Los transformadores trüásicos del tipo núcleo SI es l1ble operarIos en delta abierta, pero sólo cuando el embobinado dafiado

en circuito abierto, siendo todavía capaz de resistir el voltaje normal. o la corriente que fluye en los embobinados del transformador es rrlente de línea, el valor del banco es reducido por la relación de la riente normal del transformador a la corriente normal de línea, siendo ~relaci6n del 57.7% del valor de la conexión delta delta. Las principales propiedades de esta conexión son las siguientes: a) .lones definidas por estar conectadas directamente a la línea; b) la tercera ~6nlca existe en parte como potencial y en parte como intensidad (en de que el circuito se cierra a través del generador ,) teniendo que tomar rlStder.acibn la impedancia de la línea; c) La carga monofásica es ida unicamente hasta llegar al limite de capacidad de los embobinados, eonectamos dicha carga por mitades, o sea una entre al Y b1 Y la otra !.. ~1 y~ dI, la capacidad total la podemos aprovechar mtegramente; d) ei.rp trifásica que admite es solo hasta el 86.6% de la capacidad del , debido a que como ya dijimos es el 57.7 de la capacidad del banco letn, o sea del delta delta. "OIH8jóll T-T. Dicha conexión está representada en la figura 4-E-14, dOBe al unir una terminal del primer transformador con el centro , por lo cual el segundo transformador debe tener tres boquillas en " tres en baja, exceptuando el caso de que esten colocadas en el mismo ., Por medio de la figura nos podemos dar cuenta que mientras el primer transformador sólo tiene un hilo conectado a la línea A, el segundo tiene dos. siendo estos hilos B y e, d~duciendo por tanto, que la tensión en este , segundo transformador está bien definida, no ocurriendo lo mismo con el primero, que solamente lo está por reflejo entre las dos unidades del segundo .1 a, ¡; t -o e '19. 4.E.14 Conexl6n T-T transformador. De donde podemos ver que si las dos unidades del transformador 2 no se encuentran magnéticamente enlazadas al grado máximo, podemos obtener variación en el potencial del enrollamiento del primero. La tensión en dicho primer transformador es e186. 6% de la del segundo, según se puede deducir ayudándonos con lafigura4-E'-15, en la cual DA es la altura de un triángulo equilátero que tiene como base a la tensión del transformador número 2. Siendo también por supuesto en el lado secundario la misma relación, o sea que oa, es e186. 6% de be, como se representa también en la mencionada figura.

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o o 'Ig. 6-E-111 Ten.lone. deducldu por ealoa 1,IAngulo. Por lo tanto, se puede construir el primer transformador para una tensión 13.4% más reducida que el otro transformador, claro está para alta como para baja, aunque en la mayoría de los casos suele preferirse que sean iguales dichos transformadores. En este tipo de conexión encontramos a la tercera harmónica en intensidad y en potencial, dominando esta última cuando la impedancIa de la línea de alimentación es alta. Cuando se aplica carga monofásica entre dos hilos, ésta debe lleb'ar hasta el límite que permite la capacidad del transformador, no pudiéndose apllcar la carga al doble como en la conexión delta bierta, porque en este caso c:¡da hilo corresponde a una sección de bobina; si por algún motiVO aplicáramos dicha carga, una de las secciones llevaría 73.2% de sobrecarga. ~ Con el fin de que se comprenda la conexión, vamos a conectar los dos transformadores a una línea de 1000 volts por cllado de alta y a otra de 100 volts por el lado de baja; el transformador número 1 recibirá el 86.6% de la tensión, o sea 866 volts, produciendo 86.6 voUs; mientras el segundo sí recibe el 10~ del voltaje o sea 1000 voUs produciendo 100. Si conectamOS una carga de 1000 amperes entre las siglas a y b pasarán 1000 amperes por el transformador 1 y también los 1000 amperes por el tramo bOj llevando en el otro lado sólo 100 amperes en 1 y en BO. Si cambiamos la carga y la conectamos entre be, sólo el transformador 2 llevará 1000 amperes en baja 'y 100 en alta. Si la conexión es entre ac sucede exactamente 10 mismo que en el primer caso. Pero, si finalmente conectamos la carga de 1000 amperes entre a y b, Y otra carga similar entre b y e o entre a y e, uno de los enrollados tendrá que llevar 1730 amperes sobrecargando demasiado dicho tr a nsf ormador . Esta conexión tiene la gran ventaja de que al existir un punto en el enrollamiento del transformador 1 que está situado a la tercera parte de las espiras que hay de O a A y de o a a, el cual tiene la propiedad de ser el centro del triángulo y además el neutro del sistema; se le puede conectar un cuarto hilo el cual serviría para alimentar cargas monofásicas si es que estas fueraJ'l necesarias. Conexión en zig zug. Esta conexión, llamada también zeta, requiere que cada fase tenga dos secundarios iguales (Figura 4-E-16), en primer ,lugar, se toma un secundario de cada fase formando con ellos una estrella

de cero grados, representada por las letras a, b y e, en la figura. Ahora, con los secundarios restantes se forma otra estrella de 180 grados, que no esté cerrada, y que sus brazos a', b' y e' sean conectados en serie con los de la primera estrella, con la única condición que no sean de la misma fase. De esta manera la conexión zig zag queda formada, mostrando dicho Flg. 4-E -16 Conex¡on zlg zag f'tSUltado en la figura 4-E-17 con los diagramas vectoriales de potencial primario y secundario. En el final de dicha figura, quedan representados b'es medios hexágonos, concluyendo por lo tanto que la tensión en cada "CUndario es la tercera parte de la total. Viendo también que los potenciales extt-emos tienen una variación de 30 grados con respecto a los primeros, Perteneciendo la cOliexión anotada al grupo de los 30 grados.

t Cuando conectamos el neutro N al neutro del generador O de un bai)Co estrella delta del mismo circuito, observamos que son los únicos casos en que la tercera harmónica puede fluir, debiendo existir ésta en las tensiones de cada secundario. El primario puede estar conectado en delta, eliminándose entonces por completo la tercera harmónica. En algunas ocasiones se puede emplear la ,~ Flg, 4-E-17 Diagrama. vectorla'" de potencl.1 de la conexl6n en zlg zag conexión estrella zeta con terciario en delta para eliminar la tercera harmónica y conservar el primario en estrella. Las aplicaciones de esta conexión son las siguientes: a) Estrella zeta en servicio general de distribución, en bajas capacida. des, con transformadores trifásicos tipo de columnas. b) Estrella delta zeta en bancos de unidades monofásicas de gran capacidad con terciario. c) Delta zeta para convertidores síncronos de tres anillos, operando en circuitos de tres hilos, sistema Edison. El neutro de la corriente contInua se toma del centro de la zeta. d) Zeta delta para bancos de tierra. ;i;;; 1¡~ 1 Cttmhio (\(' fa/oO("" ('011 10/00 I r~II¡...rol'mIHlol'{'s, COllexión S('ol1. Esta conexión es usada cuando hay que transformar un circuito trifásico a uno que tenga solamente dos fases. Para esta conexión pueden usarse dos transformadores iguales. 1011 cuales tengan "taps" al 50% y a186. 6% del embobinado, estando dichos "ta))5" en el lado trifásico. Como nos muestra la figura 4-E-18 el embobinado completo del tran5formador principal está conectado entre dos de los hilos del lado trifásiC'o, y el "tap" de este transformador, colocado al 50% del embobinado parte un~ punta del otro transformador, el cual por el otro lado y en el "tap" de 86.thse conecta la tercera línea del circuito trifásiCO, Cada una de las mitad"6 del embobinado trifásico, sería además, distribuido sobre la longitud tot:U !1 te 't dt.," 211 el embobinado del núcleo, con el fin de prevenir la distorsión del flujo y .na pobre regulación. Flg. 4-E-1B Conexl6n Scot1 Del lado secundario se pueden ver dos circuitos separados cuyas tensiones las mismas en módulo pero con un argumento que difiere uno del otro

grados, en virtud de que el transformador complementario tiene el 86% la relación del principal, por 10 cual, de esta manera se compensa la tnor tensión recibida y se produce una tensión completa. Las relaciones de cor:-iente en la conexión Scott pueden ser realmente ~rivadas por la aceptación de que el lado bifásico está conectado a la carga, íendo la carga principal y la secundaria independiente una de otra. Al 'ferirnos a la figura 4-E-19, la carga principal 1 produce una corriente. hnaria en el transformador principal igual a l/r, no produciendo ninguna 'riente en el complementario. Estas corrientes están representadas por [nen sólida de la figura. La carga aplicada al transformador complemetario produce una corriente primaria en el transformador complementario 1 a 1.15 jl/r la cual, como se dijo antes de las tensiones, también tiene Flg. 4-E-19 An6l1a¡a de corriente. de lB conexl6n Scott , j' .

218 CONVERSlON DE ENERGIA ELECTROMECANICA una diferencia de 90 grados con respecto a la corriente en el transformador principal. La corriente en el transformador complementario se diVide en dos parte, una mitad 0.557 11/1" fluye en el primario principal b y la otra en el primario principal a. Dicha corriente en el complementario esU representada en la figura con la línea puntuada. Viendo por tanto que esta corriente fluye en direcciones opuestas en las dos mitades, y por lo tanto también hay que tomar en cuenta la relación de cuadratura entre la corriente principal y la corriente complementaria; la corriente complementaria estA 90 grados atrás de la corriente principal en el embobinado a y en el embo. binado b está 90 grados adelante de dicha corriente principal. Estas corrientes no tienen corrientes secundarias equivalentes en el transformador principal, y por lo tanto, ellas son iguales y fluyen en dirección opuesta el1 a y b, neutralizando a cada una en lo que concierne al efecto magnetizante. Así las bobinas a y b pueden ser consideradas con relación a las corrientes complementarias las cuales fluyen en él, como un transformador monof!. sico, siendo una bobina primaria y la otra secundaria. La necesidad de tener una baja reactancia entre los embobinados a y b con el fin de obtener una buena regulación es una consecuencia directa de este factor. Conexión Forícsqul'. Esta conexión sirve para transformar de tres a dos fases, utilizando tres transformadores, uno de los cuales es estandar y los otros dos tienen "taps" especiales en el lado de baja, al 74% del embobinado completo. Una ventaja de esta conexión es que se pueden entregar ifEftf ~D ¡¡ ~ ' . " ,, " I'lg, 4-E-20 Con..16n Forteaque al mismo tiempo tanto corrientes bifásicas como trifásicas. (Esta conexlOrt se representa en la figura 4-E-20). Con objeto de no ir a sobrecargar 101 transformadores, cabe mencionar que la suma de la potencia entre~adJ tanto en las dos como en las tres fases, deberá ser algo menor que la capacidad normal de los mismos. Concxión Toylor. Esta conexión es muy similar a la anterior, según puede verse en la figura 4-E-21, siendo la única diferencia de que en los dOl transformadores con sus derivaciones especiales, éstas se encuentra!'! al 86.6% del embobinado total. --.. --JJ Flg. 4-E-21 Con..16n T.ylor 219 6~ ('ml!'x!till diulIIl'h'uJ. Según se representa en la figura 4-E-22, esta

txi6n requiere que los embobinados de baja tensión de cada transforn1ador *n conectados a puntos diametralmente opuestos. Pueden conectarse entre - Jb1T Neulro DI : 4---j' rJ ~-.. ,T +----.--.-----.----1'19. 4-E-22 Conul6n dl.met..1 /\ /\ .\ ~-........... >k I puntos medios de los embobinados diametrales, formando éstos el del transformador. Cuando se requiera que la potencia de salida sea POr ciento completa al mismo voltaje, ya sea en tres o en seis fases, frecuentemente la conexión delta delta, -""

';;';;" CO/lTERSJO."" DE E/I"ERGIA ELECTROMECA1,lCA ('''II,.,¡.ill 01,,11.. eI""II, Para realizar esta conexión, la cual se repre Sf'nta en la figura 4-E-23, se requiere que los embobinados de baja tensión de caria transformador estén divididos en dos, completamente independientes, =tJ=trr:F 'mi i i 6(z Fig, 4-E-23 Conexi6n doble deU. Ambos grupos están conectados en delta. pero una de ellas está defasaó;, 180 r;rados con respf'cto a la otra, seg1!!) s(' pUf'de obsen'ar. Tr'IIW..rOnlllldol'''", ,,'j rlÓS ¡('OS. Un transformador trifásico es una unid;¡ri física en la cual los núcleos de tres diferentes transformadores monofásicos. están unidos entre sí. con objeto de economizar matf'rial del núclpo, 5111 lntcrferir €en su optraciém básica. Las fifOuras 4-E-24 a y 4-E-24 b muestr;¡:: bs dos diferentes formas de construrr¡(m eJe estos transformadores. ,.¡, prlmcr término el tipo núcleo y en segunda el tipo concha. El ahorro de material en el núdec1 "iene :icompañado de u!: ll!:!"rp desbalanceamiento en los circuitos magnéticos, pero se puede mostrar. Sln embarco, que no existe una di! €erenCla si~nifican!f' t-L 1;,5' caracterjs~ )(';'~ E:lt.ctricas. ¡'a sea. de un transform:::dor trif:'sJC'{) tipo n;;C'l'.o. (. de u:.. tr:¡n1: (',rmador trifásico tlpo concha. o de un banco de tres trans:ormajor('~ monofásicos. Se puede a:¡rmar ea!] certez2 que un !ransfcJrmador trlf;Íslcn cor J.I misma capacidad de un banco de tres unJdades monofásicas. cuest2 n1f'nf1", pesa menos y ocupa menos espacio: pero tler!E ma¡'or peso por unidad y p,'1: ':'O!:sl!!ujente es más dlfícil de transportar. DesdE' (:1 punto de \"ista al cCJIlli:.bilidad. un banco de tres u:Üdades monofásicas es preferible. ('!: nrtud de qUE' un« unidad adicional de reiacción incrementará la r(-13:r\';, conf:abilidad a menor costo. En el capítulo 3, sección 5, se obtuvieron expresiones para la energía ~¿", Illmacenada en el campo magnético de estructuras excitadas por una sola ;;:: fuente. Se consideraron tanto estructuras lineales como no lineales. Un

'*'-. desarrollo similar para estructuras excitadas por más de una fuente es {¡tU en el estudio de aparatos de conversión de energía electromecánica. Sin embargo el caso general en que la estructura no es lineal, es muy difícil IU manejo cuando posee una múltiple excitación. El análisis se restringirá, POr consiguiente, a estruct'.ll"as lineales. Como un ejemplo de una estructura 11f1e.al con múltiple excitación, usaremos el transformador de núcleo lineal mostrado en la Hg. 4-4. En la fig. 4-34 se muestra nuevamente por conveniencia, un diagrama esquemático de este transformador. Las inductancias propias de los dos embobinados son Ll y L2' Y la lhductancia mutua del transformador es M. La ecuación 3-39 dá la energía almacenada «~ en el campo magnético de un medio lineal excitado por una - 801a fUente. I:!\-~~ i'r::at Transformadores Flg. 4-E-24 Transformadores trlláalcos (a) Tipo núcleo (6) Tipo acorazado 4.16 Eurgí. 1I.lClld. .. el Ca.po Maglétlco de un Transformador de Núcleo Lineal w. - '/~L1i;. [3-39] ; ¡: . -