Regulació de tensió d'un transformador

Definició i importància de la regulació de tensió
Definició

La regulació de tensió es defineix com el canvi en magnitud entre les tensions d'enviament i recepció d'un transformador. Aquest paràmetre quantifica la capacitat del transformador per mantenir una tensió de sortida estable sota condicions variables de càrrega.

Quan un transformador opera amb una tensió d'alimentació constant, la seva tensió terminal fluctua en resposta a les variacions de càrrega i al factor de potència de la càrrega.

Representació matemàtica

La regulació de tensió es expressa matemàticament com:

Notació matemàtica

On:

• E2: Tensió terminal secundària en condicions sense càrrega

• V2: Tensió terminal secundària en condicions de càrrega totala

Regulació de tensió considerant la tensió primària

Quan es considera la tensió terminal primària, la regulació de tensió del transformador es expressa com:

Il·lustració de la regulació de tensió amb un exemple

Considerem el següent escenari per entendre la regulació de tensió:

Condició sense càrrega

Quan els terminals secundaris del transformador estan oberts (sense càrrega connectada), només circula la corrent sense càrrega pel voltatge primari. Amb zero corrent en el secundari, les caigudes de tensió als components resistius i reactius secundaris són eliminades. La caiguda de tensió del costat primari també és negligible en aquesta condició.

Condició de càrrega totala

Quan el transformador està totalment carregat (càrrega connectada als terminals secundaris), ocorren caigudes de tensió en els voltatges primari i secundari degut a la corrent de càrrega. Per a un rendiment òptim del transformador, el valor de la regulació de tensió hauria de ser minimitzat, ja que una regulació més baixa indica una millor estabilitat de tensió sota càrregues variables.

Anàlisi del diagrama de circuit i conclusions

Basant-nos en el diagrama de circuit superior, es poden fer les següents observacions:

• La tensió primària del transformador sempre supera l'EMF induïda primària: V1 > E1.

• La tensió terminal secundària sense càrrega sempre és més alta que la tensió a càrrega totala: E2 > V2.

Equacions derivades del diagrama de circuit

Les següents equacions es estableixen analitzant la configuració del circuit:

L'expressió aproximada de la tensió secundària sense càrrega per a diferents tipus de càrrega és

1. Per a càrrega inductiva

2. Per a càrrega capacitiva

D'aquesta manera, definim la regulació de tensió del transformador.