Condición de carga del transformador

<p>Cuando el transformador está en condición cargada, el secundario del transformador está conectado a la carga. La carga puede ser resistiva, inductiva o capacitiva. La corriente I2 fluye a través del devanado secundario del transformador. La magnitud de la corriente secundaria depende del voltaje terminal V2 y la impedancia de carga. El ángulo de fase entre la corriente secundaria y el voltaje depende de la naturaleza de la carga.

Operación del Transformador en Condición de Carga

La operación del transformador en condición de carga se explica a continuación:

• Cuando el secundario del transformador se mantiene abierto, extrae la corriente sin carga del suministro principal. La corriente sin carga induce la fuerza magnetomotriz N0I0 y esta fuerza establece el flujo Φ en el núcleo del transformador. El circuito del transformador sin carga se muestra en la siguiente figura:
  • Cuando la carga está conectada al secundario del transformador, la corriente I2 fluye a través de su devanado secundario. La corriente secundaria induce la fuerza magnetomotriz N2I2 en el devanado secundario del transformador. Esta fuerza establece el flujo φ2 en el núcleo del transformador. El flujo φ2 se opone al flujo φ, según ley de Lenz.
    
    • A medida que el flujo φ2 se opone al flujo φ, el flujo resultante del transformador disminuye y este flujo reduce la FEM inducida E1. Por lo tanto, la fuerza de V1 es mayor que E1 y una corriente primaria adicional I’1 extraída del suministro principal.
      La corriente adicional se usa para restaurar el valor original del flujo en el núcleo del transformador para que V1 = E1. La corriente primaria I’1 está en oposición de fase con la corriente secundaria I2. Por lo tanto, se llama el corriente primaria de contrapeso.
    • La corriente adicional I’1 induce la fuerza magnetomotriz N1I’1. Y esta fuerza establece el flujo φ’1. La dirección del flujo es la misma que la del φ y cancela el flujo φ2 que induce debido a la MMF N2I2

    Ahora, N1I1′ = N2I2
    Por lo tanto,

• La diferencia de fase entre V1 e I1 da el ángulo del factor de potencia ϕ1 del lado primario del transformador.
• El factor de potencia del lado secundario depende del tipo de carga conectada al transformador.
• Si la carga es inductiva como se muestra en el diagrama fasorial anterior, el factor de potencia estará retrasado y si la carga es capacitiva, el factor de potencia estará adelantado. La corriente primaria total I1 es la suma vectorial de las corrientes I0 e I1′. es decir

Diagrama fasorial del transformador en carga inductiva

El diagrama fasorial del transformador real cuando se carga inductivamente se muestra a continuación:

Diagrama Fasorial del Transformador en Carga Inductiva

Pasos para dibujar el diagrama fasorial

• Tome flujo ϕ, una referencia
• Induce fem E1 y E2 retrasa el flujo en 90 grados.
• El componente del voltaje aplicado al primario igual y opuesto a la fem inducida en el devanado primario. E1 está representado por V1′.
• La corriente I0 tiene un retraso de 90 grados con respecto al voltaje V1′.
• El factor de potencia de la carga está retrasado. Por lo tanto, la corriente I2 se dibuja retrasada E2 por un ángulo ϕ2.
• La resistencia y la reactancia de fuga de los devanados dan como resultado una caída de voltaje y, por lo tanto, el voltaje del terminal secundario V2 es la diferencia de fase de E2 y la caída de voltaje.

V2 = E2 – caídas de tensión
I2 R2 está en fase con I2 e I2X2 está en cuadratura con I2.

• La corriente total que fluye en el devanado primario es la suma fasorial de I1′ e I0.
• El voltaje primario aplicado V1 es la suma fasorial de V1′ y la caída de voltaje en el devanado primario.
• La corriente I1′ se dibuja igual y opuesta a la corriente I2

V1 = V1′ + caída de tensión
I1R1 está en fase con I1 e I1XI está en cuadratura con I1.

• La diferencia fasorial entre V1 e I1 da el ángulo del factor de potencia ϕ1 del lado primario del transformador.
• El factor de potencia del lado secundario depende del tipo de carga conectada al transformador.
• Si la carga es inductiva como se muestra en el diagrama fasorial anterior, el factor de potencia estará retrasado y si la carga es capacitiva, el factor de potencia estará adelantado. Donde I1R1 es la caída resistiva en los devanados primarios
  I2X2 es la caída reactiva en el devanado secundario

similar

Diagrama fasorial del transformador en carga capacitiva

El transformador en la carga capacitiva (carga de factor de potencia principal) se muestra a continuación en el diagrama fasorial.

Diagrama Fasorial del Transformador en Carga Capacitiva

Pasos para dibujar el diagrama fasorial en carga capacitiva

• Tome el flujo ϕ como referencia
• Induce fem E1 y E2 retrasa el flujo en 90 grados.
• El componente del voltaje aplicado al primario igual y opuesto a la fem inducida en el devanado primario. E1 está representado por V1′.
• La corriente I0 tiene un retraso de 90 grados con respecto al voltaje V1′.
• El factor de potencia de la carga es líder. Por lo tanto, la corriente I2 se dibuja antes que E2
• La resistencia y la reactancia de fuga de los devanados dan como resultado una caída de voltaje y, por lo tanto, el voltaje del terminal secundario V2 es la diferencia fasorial de E2 y la caída de voltaje.

V2 = E2 – caídas de tensión
I2 R2 está en fase con I2 e I2X2 está en cuadratura con I2.

• La corriente I1′ se dibuja igual y opuesta a la corriente I2
• La corriente total I1 que fluye en el devanado primario es la suma fasorial de I1′ e I0.
• El voltaje primario aplicado V1 es la suma fasorial de V1′ y la caída de voltaje en el devanado primario.

V1 = V1′ + caída de tensión
I1R1 está en fase con I1 e I1XI está en cuadratura con I1.

• La diferencia fasorial entre V1 e I1 da el ángulo del factor de potencia ϕ1 del lado primario del transformador.
• El factor de potencia del lado secundario depende del tipo de carga conectada al transformador.

Esto es todo sobre el diagrama fasorial en varias cargas.

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