A Autotransformador trifásico modifica la tensión de una alimentación de CA trifásica a través de devanados que comparten una sección eléctrica común. A diferencia de un transformador de aislamiento convencional, su entrada y su salida están conectadas de forma conductiva. Este diseño de devanados compartidos permite reducir el tamaño, el consumo de cobre, el coste y las pérdidas eléctricas cuando las tensiones de entrada y salida requeridas son relativamente próximas.
Un autotransformador trifásico JOHSUN es una solución de conversión de tensión específica para equipos industriales, líneas de producción, motores, sistemas de ensayo y maquinaria importada. Puede configurarse para elevar o reducir la tensión, pero no convierte la corriente monofásica en trifásica. Tanto la fuente como la carga deben ser sistemas trifásicos compatibles.
Un autotransformador trifásico aplica el mismo principio de inducción electromagnética a tres fases de corriente alterna separadas entre sí por 120 grados eléctricos. Cada fase utiliza un devanado con tomas. Parte de ese devanado es común tanto a la fuente de alimentación como a la carga, mientras que la parte restante constituye el devanado en serie. La energía llega a la salida en parte por inducción magnética y en parte a través de la conexión eléctrica directa.
En un transformador ideal, la relación de tensión es igual a la relación de espiras:
Vfuera / Ven = Nfuera / Nen
La corriente nominal de línea y la potencia nominal en kVA dependen de la conexión, la configuración de las tomas, la carga, el ciclo de trabajo, el aumento de temperatura y la norma aplicable. Por lo tanto, el fabricante debe seleccionar el tamaño del conductor, el núcleo, el aislamiento, la carcasa, el método de refrigeración, los terminales y las medidas de protección basándose en la especificación eléctrica completa, y no únicamente en la relación de tensión.
La construcción de un autotransformador trifásico suele basarse en un núcleo magnético integrado de tres ramas o en un conjunto de tres unidades monofásicas. En un diseño compacto de tres ramas, las secciones del núcleo de acero eléctrico laminado proporcionan una trayectoria de baja reluctancia para el flujo magnético. Los conductores aislados de cobre o aluminio se enrollan alrededor de las ramas, con tomas situadas en posiciones calculadas de las espiras.
Las partes principales suelen ser las siguientes:
JOHSUN puede evaluar requisitos no estándar en cuanto a tensión, kVA, frecuencia, carcasa, etiquetado, enchufe, bornes y marca a través de su Servicios ODM y OEM. La construcción final siempre debe verificarse teniendo en cuenta el entorno de instalación del proyecto y la normativa eléctrica aplicable.
El mismo sistema de bobinado puede desempeñar cualquiera de las dos funciones. En un Autotransformador elevador y reductor, los terminales utilizados para la alimentación y la carga determinan si el número de espiras de salida activas es mayor o menor que el de espiras de entrada.
| Modo de funcionamiento | Conexión de entrada | Conexión de salida | Resultado |
|---|---|---|---|
| Reductor | A lo largo de curvas más sinuosas | Con menos curvas sinuosas | La tensión de salida es inferior a la tensión de entrada |
| Step-up | Con menos curvas sinuosas | A lo largo de curvas más sinuosas | La tensión de salida es superior a la tensión de entrada |
Algunas unidades están diseñadas para funcionar en ambos sentidos, pero nunca se debe dar por sentada esta reversibilidad. Las características nominales de los terminales, la protección contra sobrecorriente, las posiciones de las tomas, las instrucciones de puesta a tierra y el esquema que figura en la placa de características del fabricante deben confirmar el sentido de funcionamiento previsto.
Un esquema de cableado de un autotransformador trifásico suele mostrar tres devanados con tomas conectados en configuración en estrella. Un extremo de cada devanado de fase se une en un punto neutro, mientras que los tres extremos exteriores se conectan a L1, L2 y L3. Los conductores de salida se toman de las tomas correspondientes de los mismos devanados. Existen otras configuraciones, por lo que el diagrama que figura en la placa de características suministrada con la unidad es el que prevalece.
Antes de interpretar o cablear un esquema, comprueba los siguientes puntos:
Nota de seguridad: Un autotransformador trifásico no cuenta con aislamiento galvánico entre su entrada y su salida. La instalación y las pruebas solo deben ser realizadas por personal eléctrico cualificado, siguiendo los planos suministrados, la normativa local, los procedimientos de bloqueo y desconexión adecuados y utilizando equipos de prueba con las características técnicas adecuadas.
El símbolo de un autotransformador trifásico suele representarse como tres bobinas con tomas o como un símbolo simplificado de transformador trifásico en esquema unifilar con la indicación de «autotransformador». La característica que lo define es que las conexiones de entrada y salida comparten el mismo devanado, en lugar de aparecer como bobinas primaria y secundaria completamente separadas.
En los planos detallados, busca las etiquetas de trifásico, los puntos de derivación, la unión común o del neutro, la toma de tierra de protección y los números de los terminales. La conexión en estrella puede estar marcada Y y delta como D. No deduzcas las conexiones reales en el campo basándote únicamente en un símbolo genérico; los símbolos explican la función del circuito, mientras que el esquema de bornes del fabricante define el cableado físico.
| Ventaja potencial | Limitación importante |
|---|---|
| Menos material de bobinado para una relación de tensión adecuada | No hay aislamiento eléctrico entre la entrada y la salida |
| Tamaño más reducido y menor peso que un diseño aislado equivalente | Una baja impedancia puede generar una corriente de fallo elevada |
| Alta eficiencia y buena regulación de tensión | Las perturbaciones en el lado de la entrada pueden transmitirse a la salida |
| Rentable para niveles de tensión relativamente próximos | No es adecuado cuando se requiere seguridad o aislamiento funcional |
Estas ventajas e inconvenientes explican por qué un autotransformador suele ser una opción atractiva para adaptar los niveles de tensión industrial, mientras que un transformador de aislamiento sigue siendo la mejor opción para aplicaciones que requieren separación galvánica, un sistema de derivación independiente o un comportamiento específico en cuanto al ruido y la puesta a tierra.
Los autotransformadores trifásicos suelen utilizarse en maquinaria industrial importada de un mercado con una tensión de alimentación diferente, para el arranque de motores, el ajuste de tensión en laboratorios, equipos de líneas de producción, sistemas de climatización, bancos de pruebas y la interconexión de sistemas con configuraciones de puesta a tierra compatibles. Resultan especialmente útiles cuando la relación de tensión es moderada y se da importancia al tamaño compacto o a la eficiencia.
La idoneidad de la aplicación depende del tipo de carga. Es posible que sea necesario calcular la corriente de arranque y el ciclo de trabajo de los motores; las cargas no lineales pueden generar armónicos; y las cargas desequilibradas pueden afectar al rendimiento de las fases. Facilita la potencia de la carga, la corriente de arranque, el rango de entrada, la tolerancia de salida, las horas de funcionamiento, la temperatura ambiente, la altitud, el grado de protección y el método de instalación antes de especificar una unidad.
Comience por indicar la tensión de entrada, la tensión de salida, la frecuencia, la configuración de fase y los kVA necesarios. A continuación, defina el tipo de carga, el régimen de funcionamiento (continuo o intermitente), las condiciones ambientales, la refrigeración, el grado de protección de la carcasa, el método de entrada de cables, la preferencia de terminales, la certificación aplicable y el esquema de protección. Si la carga incluye motores o presenta una corriente de arranque elevada, indique el método de arranque y el perfil de funcionamiento.
Puedes consultar Soluciones energéticas JOHSUN y obtener información sobre el fabricante en la Acerca de JOHSUN página. Para requisitos trifásicos personalizados, facilite las especificaciones completas a través de Contacte con nosotros para que un ingeniero pueda evaluar el diseño, en lugar de basarse únicamente en los kVA nominales.
JOHSUN también ofrece productos relacionados de convertidores de tensión monofásicos de 110/220 V para cargas domésticas, de oficina, comerciales y de la industria ligera. Estos productos no sustituyen a una unidad trifásica, pero ilustran los rangos de potencia disponibles y los formatos de carcasa:
Un autotransformador trifásico es una forma eficaz y compacta de adaptar los niveles de tensión trifásica cuando no se requiere aislamiento galvánico. La elección de la unidad adecuada depende de mucho más que de los valores de entrada y salida: la conexión, la puesta a tierra, la protección contra fallos, el comportamiento de la carga, el entorno y el ciclo de trabajo son factores importantes. Para un proyecto de JOHSUN, elabore un pliego de condiciones eléctrico y mecánico completo, de modo que el bobinado, el núcleo, la carcasa, los terminales, la refrigeración y la protección puedan adaptarse a la aplicación real.
No. La entrada y la salida comparten parte del devanado y están conectadas eléctricamente. Elige un transformador de aislamiento cuando se requiera una separación galvánica.
No. Un transformador modifica las relaciones entre tensión y corriente; no genera las fases que faltan. Para esa función se necesita un convertidor de fases o un variador adecuado.
Algunos modelos pueden funcionar en ambos sentidos, pero solo cuando el bobinado, los terminales, los dispositivos de protección y las instrucciones del fabricante lo permitan explícitamente. Nunca inviertas el sentido de alimentación de una unidad basándote en suposiciones.
Indique las tensiones de entrada y salida, la carga en kW o kVA, el factor de potencia, el rendimiento, la corriente de arranque o de ráfaga, el ciclo de trabajo, las condiciones ambientales y la capacidad de reserva deseada. Los motores y las cargas no lineales requieren una atención especial.
No. La disponibilidad del neutro depende del sistema y de la conexión de los devanados. La puesta a tierra y el tratamiento del neutro deben ajustarse al diseño técnico, al esquema de la placa de características y a la normativa eléctrica local.
Una conexión en estrella ofrece un punto común práctico y puede reducir la tensión por fase en relación con la tensión de línea. Su idoneidad sigue dependiendo de la puesta a tierra, los armónicos, el equilibrio de la carga y el diseño general del sistema.
