Un transformador é un dispositivo estático que converte a enerxía eléctrica dun circuito a outro sen afectar a frecuencia, aumentando (ou) diminuíndo a tensión.
A teoría da indución mutua explica o funcionamento dun transformador. Un fluxo magnético común conecta dous circuitos eléctricos.
A capacidade dun transformador é a potencia máxima que se pode extraer del sen que o aumento de temperatura nas bobinas supere os límites permitidos para o tipo de aislamento usado.
A capacidade nominal dun transformador exprésase en KVA en vez de KW. A capacidade dun transformador adoita determinarse polo seu aumento de temperatura.
As perdas na máquina provocan o aumento de temperatura. A perda de cobre é proporcional á corrente de carga, mentres que a perda de ferro é proporcional á tensión. Como resultado, a perda total dun transformador determinase polos voltioamperios (VA) e é independente do factor de potencia da carga.
En calquera valor do factor de potencia, unha corrente dada resultará na mesma perda I2R.
Esta perda reduciu o proceso de produción da máquina. O factor de potencia determina a saída en quilovatios. Se o factor de potencia baixa para unha carga dada en KW, a corrente de carga aumenta correspondentemente, xerando maiores perdas e un aumento na temperatura da máquina.
Por esas razóns, os transformadores adoitan clasificarse en KVA en vez de KW.
O factor de potencia dun transformador é moi baixo e retarda cando non hai carga. No entanto, o factor de potencia con carga é case idéntico ou igual ao factor de potencia da carga que se transporta.
Normalmente, a corrente sen carga nun transformador retarda respecto á tensión arredor de 70.
Os compoñentes esenciais son os seguintes:
Circuito magnético formado por laminacións de ferro
Núcleo de ferro e estruturas de aperto
A bobina primaria
A bobina secundaria
Tanque cheo de aceite aislante
Terminais (H.T) con bocas
Terminais (L.T) con bocas
Tanque conservador
Respirador
Tubo de ventilación
Indicador de temperatura do vento (WTI)
Indicador de temperatura do aceite (OTI) e
Radiator
Debido á súa alta resistencia eléctrica, alta permeabilidade, propiedades non envellecibles e baixas perdas de ferro, úsanse laminados de acero silicio especialmente aliñado (razón de silicio 4 a 5%).
No transformador, o núcleo de ferro proporciona un camiño magnético continuo e simple con baixa reluctancia.
A fuga magnética minimízase mediante a sección e intercalación das bobinas primarias e secundarias.
As xuntas do núcleo de ferro deben estar desprazadas para evitar un claro intervalo de aire no circuito magnético, xa que o intervalo de aire reduce o fluxo magnético debido á súa alta resistencia.
A corrente que pasa polo transformador ten dous compoñentes. Corrente de magnetización (Im) en cuadratura (900) coa tensión aplicada e corrente en fase coa tensión aplicada.
A maioría da corrente de excitación recibida polo transformador da bobina primaria en condicións sen carga empregase para magnetizar o camiño.
Como resultado, a corrente de excitación retirada polo transformador en condicións sen carga está principalmente formada pola corrente de magnetización, que se emprega para xerar un campo magnético nos circuitos do transformador (natureza inductiva).
Como resultado da natureza inductiva da carga, o factor de potencia do transformador en condicións sen carga estará no rango de 0.1 a 0.2.
Cando se aplica unha fonte de corrente continua á bobina primaria do transformador, non se induce FEM.
A FEM é importante porque restrinxe a corrente xerada pola máquina.
Na ausencia de FEM, o transformador comeza a retirar correntes enormes, provocando que a bobina primaria queime.
Como resultado, cando se aplica unha fonte de corrente directa a un transformador, as bobinas primarias queimarán.
Cando as perdas no núcleo do transformador son iguais ás perdas de cobre, a eficiencia do transformador maximízase nun factor de carga específico (α).
