Materiales de aislamiento utilizados en transformadores y motores de inducción.
Los materiales de aislamiento utilizados en transformadores y motores se clasifican según su capacidad de resistencia a la temperatura.
Algunas de las clases de aislamiento utilizadas en transformadores y motores de inducción son: Clase Y, Clase A, Clase E, Clase B, Clase F, Clase H y Clase C.
Clase Y:
- La temperatura máxima del punto caliente para este tipo de aislante es 90ohC
- Algunos de los materiales utilizados son algodón, seda, papel, madera sin impregnar.
Clase A:
- La temperatura máxima del punto caliente para este tipo de aislante es 105ohC
- El algodón, la seda y el papel, cuando están adecuadamente impregnados, son los tipos de materiales utilizados.
Clase E:
- La temperatura del punto caliente es 120oC
- Materiales que poseen un grado de estabilidad térmica que les permite funcionar a una temperatura de 15ohC superior a la Clase A. Ej: alambre, esmalte, etc.
Clase B:
- La temperatura máxima del punto de acceso es 130oC
- Mica, fibra de vidrio, amianto, etc. con impregnación o sustancia de recubrimiento adecuada.
Clase F:
- La temperatura del punto caliente es 155oC
- Mica, vidrio, amianto, etc. con impregnación aglutinante adecuada o sustancias de recubrimiento capaces de resistir 25oC superior a la Clase B
Clase H:
- Temperatura máxima del punto de acceso de 180oC
- Combinación de materiales como mica, fibra de vidrio, amianto adecuadamente unidos
Clase C:
- Temperatura del punto de acceso superior a 180oC
- Mica, porcelana, vidrio, cuarzo y amianto con y sin aglutinante inorgánico
Diferentes Pruebas Realizadas a Transformadores
Algunas de las dificultades encontradas al probar transformadores grandes son:
- Al realizar pruebas en transformadores grandes se desperdicia una gran cantidad de energía.
- Para realizar pruebas directas cargando el transformador, se debe disponer de una gran cantidad de carga en el centro de pruebas.
Por lo tanto, las características de rendimiento del transformador pueden calcularse a partir de los parámetros del circuito equivalente que, a su vez, pueden obtenerse realizando pruebas sencillas en el transformador.
Algunas de las pruebas que se realizan a los transformadores son:
Prueba de polaridad:
La prueba de polaridad en el transformador ayuda a determinar la misma polaridad instantánea del transformador. Se deben conocer las polaridades relativas de los terminales primario y secundario en cualquier instante para conectar los devanados del mismo transformador en paralelo.
Prueba de circuito abierto:
Esta prueba también se denomina prueba sin carga. Esta prueba ayuda a determinar las pérdidas del núcleo en el transformador.
Prueba de cortocircuito:
La prueba de cortocircuito de un transformador ayuda a determinar las pérdidas de cobre a plena carga para un transformador determinado.
Estas pruebas de circuito abierto y cortocircuito no se llevan a cabo cargando directamente el transformador. Las pérdidas del núcleo y las pérdidas del cobre se pueden determinar a partir de las pruebas de circuito abierto y cortocircuito, respectivamente. Por lo tanto, al realizar estas dos pruebas indirectas, se puede determinar la eficiencia con diferentes cargas y la regulación del transformador para diferentes factores de potencia.
Prueba de Sumpner:
Esto también se llama prueba espalda con espalda. En las pruebas de circuito abierto y cortocircuito no se obtiene información sobre el aumento de temperatura. En la prueba de Sumpner, dos transformadores idénticos se cargan a plena potencia, como en una prueba regenerativa en máquinas de CC, los transformadores consumen solo la energía necesaria para suministrar las pérdidas de hierro y cobre de los transformadores.
Regulación de voltaje del transformador
Regulacion de voltaje:
Cuando se carga el secundario del transformador (de sin carga a carga completa), el voltaje secundario cambia aunque el voltaje de suministro primario se mantenga constante en el valor nominal.
% Regulación de voltaje = (V2 (sin carga) –V2 (carga completa))*100 / (V2 (sin carga))
Con el voltaje nominal aplicado al devanado primario, el voltaje del terminal secundario varía con la corriente de carga y el factor de potencia, incluso el voltaje primario se mantiene constante. Esta variación se llama regulacion de voltaje.
Regulacion de voltaje depende de la caída de tensión en el impedancia del transformador, corriente de carga y factor de potencia de carga.
Regulación del factor de potencia en adelanto y en retraso:
- Para cargas con factor de potencia retrasado, el voltaje secundario disminuye con el aumento de la corriente de carga (cuando el transformador está cargado). Así para En cargas con factor de potencia retrasado, la regulación es positiva (se observa una caída de voltaje a medida que aumenta la corriente de carga).
- Para una carga de factor de potencia principal, el voltaje secundario aumenta ligeramente con el aumento de la corriente de carga. Este tipo de regulación. Así para cargas de factor de potencia principales, la regulación es negativa (aumenta el voltaje a medida que aumenta la corriente de carga)
Para un mejor rendimiento del sistema La regulación de voltaje debe ser lo más mínima posible. es decir, el cambio en el voltaje secundario con carga debe ser el mínimo posible cuando el voltaje primario se mantiene constante.
¿Qué es la corriente de excitación o la corriente magnetizante en un transformador?
La corriente primaria sin carga proporcionada al transformador se llama corriente magnetizante o corriente de excitación. Esta corriente se utiliza para producir el flujo en el núcleo del transformador y superar las pérdidas sin carga (pérdidas del núcleo) del transformador. Esta corriente de excitación estará en el rango del 2 al 5 por ciento de la corriente primaria nominal de carga completa.
¿Por qué el factor de potencia del transformador sin carga es muy bajo?
Durante la condición sin carga del transformador, la corriente de excitación o magnetización fluye en el devanado primario del transformador. Esta corriente de excitación se compone de un componente grande del componente magnetizante de la corriente (Im) que está en cuadratura con el voltaje aplicado y un componente de fase comparativamente pequeño de la corriente (Ie) que está en fase con el voltaje aplicado. Por lo tanto, debido al gran componente magnetizante, el factor de potencia del transformador será muy bajo. El factor de potencia suele tener un retraso de 0,1 a 0,2.
¿Cuál es la relación entre el voltaje aplicado y la fem inducida con respecto a la onda de flujo?
Sin condiciones de carga y sin considerar pérdidas.
- La fem inducida tanto en el primario como en el secundario está 90 por detrás del flujo principal.oh.
- El voltaje aplicado al devanado primario adelanta el flujo principal en 90oh y está en oposición de fase con la fem inducida en el devanado primario (V1= -e1)
- Tensión secundaria V2=e2 ya que no hay caída de tensión en el secundario.
