Transformador en condición sin carga

Funcionamiento sin carga del transformador

Cuando un transformador opera en condiciones de no carga, su devanado secundario está en circuito abierto, eliminando la carga en el lado secundario y resultando en una corriente secundaria cero. El devanado primario lleva una pequeña corriente de no carga I0, que comprende del 2 al 10% de la corriente nominal. Esta corriente suministra las pérdidas de hierro (pérdidas por histeresis y corrientes de Foucault) en el núcleo y mínimas pérdidas de cobre en el devanado primario.

El ángulo de retardo de I0 se determina por las pérdidas del transformador, con el factor de potencia permaneciendo muy bajo, que oscila entre 0.1 y 0.15.

Componentes de la corriente de no carga y diagrama fasorial
Componentes de la corriente de no carga

La corriente de no carga I₀ se compone de dos componentes:

• Componente reactiva (componente de magnetización) Im

• En cuadratura con el voltaje aplicado V₁

• Genera el flujo del núcleo sin consumo de potencia

• Componente activa (componente de potencia) I_w

• En fase con V₁

• Suministra las pérdidas de hierro y menores pérdidas de cobre en el devanado primario

Pasos para construir el diagrama fasorial

• El componente de magnetización I_m está en fase con el flujo magnético ϕ, ya que genera el flujo de magnetización.

• Los EMFs inducidos E₁ y E₂ en los devanados primario/secundario retrasan el flujo ϕ por 90°.

• Las pérdidas de cobre en el primario son despreciables, y la corriente secundaria I2 = 0, eliminando las pérdidas secundarias.

• La corriente de no carga I0 retrasa V1 por un ángulo ϕ₀ (ángulo del factor de potencia de no carga), como se muestra en el diagrama fasorial.

• El voltaje aplicado V₁ se dibuja igual y opuesto a E₁, ya que su diferencia de no carga es despreciable.

• El componente activo I_w está alineado en fase con V₁.

• La corriente de no carga I₀ es la suma fasorial de I_m y I_w.

A partir del diagrama fasorial dibujado anteriormente, se sacan las siguientes conclusiones: