Manuel Álvarez Pulido ~T.

Manuel Álvarez Pulido
~T.
,
Indice general
Prólogo.
.................................................
Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Capitulo 1
Generalidades. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. 1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
¿Oué es y para que sirve un transformador? .................
Constitución. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Circuito eléctrico.
.....................................
Circuito magnético. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Simbología
..................................
Flujo de dispersión. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Densidad de corriente.
.................................
Funcionamiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Capitulo
Chapas
1. 1
1.2
Capitulo
magnéticas.
......................................
A tope.
.............................................
A solape .............................................
...........................
Devanados consecutivos.
...............................
Devanados alternos ....................................
5
..............
Cálculo de transformador monofásico
1. Métodode tablas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1
1.2
1
1
2
2
3
4
4
5
9
3
Capitulo 4
Carretesde plástico.
1. 1
1.2
xvii
xix
Potencia del transformador.
.............................
Sección del núcleo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17
18
19
25
28
29
31
31
31
32
Transformadores
~..,
chapa magnética. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3
Elección de la
1.4
Número de espirasdel devanado primario. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Número de espirasdel devanado secundario. . . . . . . . . . . . . . . . .
Diámetro del hilo del devanado secundario. . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diámetro del hilo del devanado primario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Resumen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.5
1.6
1.7
Capitulo 6
Cálculo práctico de un transformador monofásico
1.
Método
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
Capitulo
Cálculo
39
tablas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
39
Potencia del transformador.
.............................
Sección del núcleo.
....................................
39
40
40
41
41
42
42
43
43
de
Elección de la chapa magnética.
.........
Número de espiras del devanado primario. .
Número de espiras del devanado secundario.
Diámetro del hilo del devanado secundario.
...
...
..
...
.
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..
..
Diámetro del hilo del devanado primario.
...................
Resumen de los datos calculados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ajustes de los hilos calculados.
...........................
7
.............
47
...................................
47
de transformadores
1. Método analítico.
monofásico
1. 1
Datos.
1.2
1.3
1.4
1.5
Espiras/
Número
Número
Sección
1.6
1.7
1.8
Elección de la chapa magnética.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ." . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.9
Sección del hilo del devanado
Voltios.
....
de espiras del
de espiras del
del núcleo.
.
.....................
devanado primario.
....
devanado secundario.
..
.....................
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.
.
.
.
..........................
Intensidad del devanado primario.
........................
Intensidad del devanado secundario.
......................
primario.
.....................
1.10 Sección del hilo del devanado secundario. . . . . . . . . . . . . . . . . ...
1. 11 Diámetro del hilo del devanado primario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.12 Diámetro del hilo del devanado secundario. . . . . . . . . . . . . . . . . .
Resumen.
Capitulo
33
34
35
35
36
36
. . . . . ' . . . . . , . . . . . . . . . ' . . . . . . , . . . . . . . . . . . . , . . . , . , .
8
Cálculo práctico de transformador
monofásico
.......
47
47
48
48
48
48
49
49
49
49
49
50
50
51
índice general
1.1
Datos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
1.1O
1.11
1.12
Espiras/Voltios. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Número de espiras del devanado primario. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Número de espiras del devanado secundario. . . . . . . . . . . . . . . . .
Seccióndel núcleo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Elecciónde la chapa magnética. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Intensidad del devanado primario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Intensidad del devanado secundario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Seccióndel hilo del devanado primario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Seccióndel hilo del devanado secundario. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diámetrodel hilo del devanado primario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diámetrodel hilo del devanado secundario. . . . . . . . . . . . . . . . . .
Resumen.
... .. ... ... .. .. ... .. .. ... .. .. ... .. ... .. ... .. .. ...
Capítulo 9
Transformadorescon devanados múltiples.
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
.........
Devanados múltiples en circuito primario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Devanados múltiples en circuito secundario. . . . . . . . . . . . . . . . . .
Transformadores con devanados múltiples en el
circuito primario y secundario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sustitución de un transformador con devanados múltiples.
.....
Sustitución de un transformador con devanados múltiples
y cero común. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Cálculo de de transformadores con devanados múltiples. . . . . . . .
Conexión de los devanados secundarios.
...................
Capítulo 1O
Modificación de las características de un transformador
51
51
51
51
52
52
53
53
53
53
53
53
54
55
55
56
57
57
58
59
60
63
Capítulo 11
Acoplamientoen paralelo de transformadores
monofásicos
..................................
1. Tiposde bobinados.
67
.................................
67
...................................
67
68
69
1.1
Bobinado a derecha.
1.2
Bobinado a izquierda.
..................................
2. Terminales
homólogos ................................
Capítulo 12
Transformadores de intensidad.
......
. . . . . . . . . . . ..
71
iv
Transformadores
"~'--,~-~.~,'~--,-'
.......................
1. ¿Qué son y para qué se utilizan?
71
2. Símbolo...........................................
3. Modificaciónde transformadoresde intensidad.
72
...........
72
,.......................
3.2 Modificandoel bobinado secundario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4. Contrastación de un transformador de intensidad modificado.
74
76
76
5. Transformador de intensidad con núcleo partido.
..........
79
Transformadores utilizados en soldadura al arco. . . . . .
81
3,1
Modificando el bobinado primario,
Capitulo 13
1. Particularidadesde ,lostransformadoresutilizados
en equipos de soldadura al arco. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Equipode soldadura por flujo de dispersión. . . . . . . . . . . . . .
3. Equipo de soldadura con regulación por conmutador. . . . . . .
4. Equipo de soldadura trifásicapor flujo de dispersión. . . . . . . .
5. Equipode soldadura con regulación electrónica. . . . . . . . . . . .
5.1
5.2
5.3
5.4
Transformador de soldadura.
....,..........
Conmutador de tensión. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Triac
....
Circuito de disparo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...
...
...
...
...
...
...
...
....
....
....
....
..
..
..
..
.
.
.
.
81
82
84
85
88
89
89
90
90
1
..........
91
Capitulo 15
Cálculode un transformadorde alta intensidad. . . . . .
93
Sustitución de hilo de aluminio por cobre.
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
1.10
1. 11
Datos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
EspirasNoltios ........................................
Número de espiras del devanado primario. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Número de espiras del devanado secundario. . . . . . . . . . . . . . . . .
Sección del núcleo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Intensidad del devanado primario.
........................
Intensidad del devanado secundario.
......................
Sección del hilo del devanado primario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sección del hilo del devanado secundario.
..................
Diámetro del hilo del devanado primario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diámetro del hilo del devanado secundario.
.................
1.12 Elección de la chapa magnética.
..........................
93
94
94
94
94
94
94
95
95
95
95
95
índice general
Capítulo 16
Transformadores trifásicos
1. Cálculode transformadores
111..........................
.......................
J.1
J.2
1.3
J.4
1.5
1.6
1.7
1.8
J.9
1.1O
J.J 1
1.J2
1.13
1.14
l. J5
1.16
1.17
Sección de cada núcleo.
................................
Flujo magnético. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Potencia del bobinado primario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Intensidad del bobinado primario.
........................
Intensidad del bobinado secundario.
......................
Potencia perdida en el transformador. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Resistencia Óhmica de la bobina del bobinado primario. . . . . . . .
Resistencia Óhmica de la bobina del bobinado secundario.
.....
Tensión de fase primaria en triángulo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tensión de fase secundaria en estrella. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Número de espiras del bobinado primario. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Número de espiras del bobinado secundario.
................
Sección del hilo del bobinado primario.
....................
Diámetro del devanado primario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sección del hilo del bobinado secundario.
..................
Diámetro del devanado secundario.
.......................
Ajustar los hilos a las medidas del carrete.
..................
103
103
104
104
104
105
105
105
105
105
105
105
105
105
106
107
107
107
107
Capítulo 11
Cálculo práctico de un transformador
J.1
¡.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
1.10
1.11
1.12
1. J3
1.14
J.15
1.J6
1.17
trifásico
........
Sección de cada núcleo.
................................
Flujo magnético.
......................................
Potencia del bobinado primario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Intensidad del bobinado primario.
........................
Intensidad del bobinado secundario.
......................
Potencia perdida en el transformador. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Resistencia Óhmica de la bobina del bobinado primario. . . . . . . .
Resistencia Óhmica de la bobina del bobinado secundario.
.....
Tensión de fase primaria en triángulo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tensión de fase secundaria en estrella. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Número de espiras del bobinado primario. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Número de espiras del bobinado secundario.
................
Sección del hilo del bobinado primario.
....................
Diámetro del devanado primario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sección del hilo del bobinado secundario.
..................
Diámetro del devanado secundario.
.......................
Ajustar los hilos a las medidas del carrete.
..................
111
111
111
111
112
112
112
112
112
112
112
112
112
112
113
113
113
113
Transformadores
Capítulo 18
Conexiones normalizadas de los
transformadores trifásicos
1.1
1.2
1.3
1.4
Grupo
Grupo
Grupo
Grupo
.......................
117
117
117
118
119
A .............................................
8 .............................................
e .............................................
D ............................................
Capítulo 1
Sustitución de un transformador trifásico
por tres monofásicos
...........................
Capitulo 20
Autotransformadores
monofásicos
121
.. . . . . . . . . . . . . . . .
125
1. Generalidades......................................
125
2. Ventajase inconvenientes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3. Autotransformadorreductor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4. Autotransformadorelevador. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
126
Capítulo 21
Cálculo de autotransformadores monofásicos
........
1. Proceso de cálculo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
1.10
1. 11
1.12
1. 13
1. 14
1.15
Datos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Incremento de la tensión secundaria.
......................
Relación de transformación.
.............................
Espiras por voltio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Espiras totales.
.......................................
Espiras en el circuito secundario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Espiras en el circuito primario.
...........................
Sección del núcleo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Intensidad del circuito secundario.
........................
Intensidad del circuito primario.
..........................
Intensidad de paso. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sección del hilo del devanado primario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sección del devanado primario.
..........................
Diámetro del devanado primario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diámetro del devanado secundario.
.......................
127
128
129
129
129
129
130
130
130
130
130
131
131
131
131
132
132
132
132
índ"~~eneral
Capítulo 22
Cálculopráctico de autotransformador
monofásico reductor.
..........................
133
1. Procesode cálculo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.J
1.2
1.3
Datos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Incremento de la tensión secundaria.
......................
Relación de transformación.
.............................
1.4
1.5
J.6
J.7
1.8
1.9
1.10
I.11
1.12
1.13
1.14
1.J5
Espiras por voltio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Espiras totales.
.......................................
Espiras en el circuito secundario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Espiras en el circuito primario.
...........................
Sección del núcfeo .....................................
Intensidad del circuito secundario.
........................
Intensidad del circuito primario.
..........................
Intensidad de paso. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sección del hilo del devanado primario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sección del devanado primario.
..........................
Diámetro del devanado primario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diámetro del devanado secundario.
.......................
Resumende los datos calculados..
............................
Capítulo 23
Cálculopráctico de un autotransformador elevador.
1. Proceso de cálculo.
..
..................................
1. 1
J.2
1.3
Datos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Incremento de la tensión secundaria.
............ ...... ......
Relación de transformación.
.............................. ..
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
Espiras por voltio. . . . . . . . . . . .
Espiras totales.
.............
Espiras en el circuito secundario.
Espiras en el circuito primario.
.
Sección del núcleo.
..........
Intensidad del circuito secundario.
1.10
1.11
1.12
1.13
1.14
1.15
Intensidad del circuito primario.
............... ..............
Intensidad de paso.
......................................
Sección del hilo del devanado primario.
................ ..... ..
Sección del devanado primario.
..................... ........
Diámetro del devanado primario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diámetro del devanado secundario.
..........................
Resumen de los datos calculados.
..............................
...... .......
...... .......
... .........
......... ....
.............
...........
..
..
..
..
..
..
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.
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.
133
133
133
134
134
134
134
134
134
135
135
135
135
135
135
135
135
139
139
139
139
140
140
140
140
140
140
140
140
141
141
14J
141
141
142
Transformadores
Capítulo
24
Cálculo de autotransformadores
1
trifásicos
...........
. Procesode cálculo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
143
143
1. 1
1.2
1.3
Datos.
........... .. .... ...... ...... ...... ...... ........
Incremento de la tensión secundaria.
........................
Relación de transformación.
................................
143
1.4
1.5
1.6
Espiras por voltio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Espiras totales.
..........................................
Espiras del circuito secundario.
..............................
144
144
1.7
Espiras del circuito primario.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
144
1.8
1.9
Sección del núcleo.
.......................................
Intensidad del circuito secundario.
...........................
144
l. 10
l. 11
1. 12
Intensidad del circuito primario.
.............................
Intensidad de paso.
......................................
Sección del devanado primario.
.............................
144
144
1. 13
Sección del devanado
...........................
144
1. 14
l. J5
Diámetro del devanado
Diámetro del devanado
primario.
............................
secundario.
..........................
145
secundario.
143
144
144
144
144
145
Capítulo 25
Cálculo práctico de un autotransformador trifásico
1. Procesode cálculo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. 1
1.2
1.3
Datos.
..... ............................................
Incremento de la tensión secundaria.
........................
Relación de transformación.
................................
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
Espiras por voltio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Espiras totales.
..........................................
Espiras del circuito secundario.
..............................
Espiras del circuito primario.
................................
Sección del núcleo.
.......................................
Intensidad del circuito secundario.
...........................
1.10
1. 11
1.12
1. 13
Intensidad del circuito
Intensidad de paso.
Sección del devanado
Sección del devanado
primario.
.............................
......................................
primario.
.............................
secundario
............................
1. 14
1.15
Diámetro del devanado primario.
............................
Diámetro del devanado secundario.
..........................
Resumen.
.................................................
147
147
147
147
147
147
147
147
148
148
148
148
148
148
148
148
148
149
índice general
Capítulo 26
.......
151
Capítulo 27
Autotransformadorestrifásicos para arranque
de motores de inducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
153
Capítulo 28
Pruebasa realizar en un transformador terminado
157
Conexión de los autotransformadores
1. 1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
trlfáslcos
Ensayo de la chapa magnética. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ensayo de aislamiento. (Comprobación de derivaciones a masa) ..
Ensayo de aislamiento. (Comprobación de derivaciones
entre devanados) ......................................
Relación de transformación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ensayo de la relación de transformación de vacío de
un transformador monofásico ............................
Ensayo de la relación de transformación de vacío de
un transformador trifásico ...............................
1.7
1.8
1.9
1.10
1. 11
1.12
1. 13
1.14
1. 15
1.16
1. 17
1. 18
1. 19
Ensayo de vacío (Pérdidas en el hierro) .....................
Ensayo en vacío en un transformador monofásico .............
Ensayo en vacío en un transformador trifásico ................
Ensayo de la relación de transformación en carga. . . . . . . . . . . . .
Ensayo de cortocircuito (Pérdidas en el cobre) ................
Ensayo de las pérdidas en el cobre en un transformador monofásico
Ensayo de las pérdidas en el cobre en un transformador trifásico
Rendimiento de un transformador.
........................
Ensayo del rendimiento en un transformador monofásico .......
Ensayo del rendimiento en un transformador trifásico ..........
Calentamiento de un transformador.
......................
Medida de la resistencia de los devanados. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Medida de la resistencia de los devanados en
transformadores monofásicos ............................
1.20 Medida de la resistencia de los devanados en
transformadores trifásicos ................................
1.21
1.22
1.23
1.24
Pérdidas por corriente parásitas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Número de espiras del primario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Número de espiras del secundario.
........................
Corriente activa de cacío ................................
1.25 Corriente magnetizante
"""""""""""""""'"
157
158
159
160
161
161
163
163
164
165
166
167
168
168
169
169
169
170
171
171
172
172
173
173
173
Transformadores
,"~--~-~,
Capitulo 29
Identificación de los devanados de un
..........................
transformador
trifásico
1.1
Identificación del neutro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2
Identificación de los devanados de alta tensión y baja tensión. ...
1.3
Identificación de los terminales homólogos ..................
Capítulo 30
Protecciones para transformadores.
...............
1. Protecciónde transformadoresmediante sondas térmicas. . . .
2. Protectorestérmicos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
............................
3. Termistores
y termistancias
Capítulo 31
Arrancadorsuave para transformador
175
176
178
178
181
181
181
183
.............
187
Capítulo 32
Tipos de transformadores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. 1
Transformadores
para piscinas.
.. .. ... .. .. ... .. .. ... .. .. ... .. ..
1 .2
Transformadores
para usos clínicos.
1 .3
1.4
Transformadores
Transformadores
para ignición de calderas.
. ... .. .. .. ... .. .. ... ..
toroidales
....................................
1.5
Transformadoresde compoundaJe
1.6
Transformadores para convertidores e.c.-CA.
. .. .' . .. ... .. .. .. ... .. .. ... ..
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
,....
191
191
192
193
193
194
196
Capítulo
Proceso del bobinado
o autotransformador
de un transformador
...........................
Capitulo 34
Instrucciones para el manejo de los
programas de cálculo en Excel
~,;
1. 1
Partes comunes.
1.2
1.3
1.4
1.5
Programa para el cálculode
Programa para el cálculo de
Programa para el cálculo de
Programa para el cálculo de
...................
. .. ... .. .. ... .. .. .. ... .. ... .. .. .. ... .. .. .. ..
transformadores monofásicos ...........
autotransformadores monofásicos ....
transformadores trifásicos ..............
autotransformadores trifásicos ..........
199
203
203
204
206
208
210