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DOI: 10.25100/peu.5599710

Transformadores eléctricos. Principios, análisis y cálculo electromagnético

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Impreso ISBN 9789585599710
COP $69,000
eBook (PDF) ISBN 9789585599727
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Especificaciones por formato:

Impreso

    Estado de la publicación: Activo
    Año de edición: 2019
    Idioma: Español
    ISBN-13: 9789585599710
    Páginas: 240
    Tamaño(cm): 17 x 24 x 1.3
    Peso (kg): 0.655 kg
    SKU (Número de Referencia): 392222

E-book (PDF)

    Estado de la publicación: Activo
    Año de edición: 2019
    Idioma: Español
    ISBN: 9789585599727
    DOI: Enlace
DOI: 10.25100/peu.5599710
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Este libro está dirigido a los cursos universitarios de transformadores eléctricos que operan en el sistema eléctrico de potencia, ante la presencia de fuentes de generación no convencional y la integración de las nuevas tecnologías a los sistemas eléctricos, fortaleciendo y ejemplificando algunos temas de los cursos de teoría electromagnética y principios básicos de máquinas eléctricas.

  

El lector encontrará en esta obra un resumen sobre el Modelo Electromagnético y las leyes fundamentales que lo gobiernan, y una revisión de los conocimientos necesarios de los materiales magnéticos usados en la construcción de los transformadores considerando el fenómeno de magnetización; el estudio de la representación y solución del circuito magnético, partiendo de la naturaleza de los materiales magnéticos y de las características que lo definen como son las de histéresis, permeabilidad y conductividad; el análisis del comportamiento de la impedancia con la frecuencia, para conductores eléctricos, como tema necesario para las futuras bases de investigadores en el campo FRA (Frequency Response Analysis) en transfor-madores. Se establecen las consideraciones para el modelado y la representación de un circuito electromagnético que permita estimar la densidad de flujo magnético e intensidad de campo magnético de operación en un circuito magnético compuesto de uno o más tipos de material magnético con posibles espacios de aire, hallando así la solución de problemas de circuitos magnéticos no lineales, homogéneos y de materiales compuestos mediante el uso de las técnicas analítica, gráfica y computacional. Por último se presenta la importancia del transformador como elemento constitutivo de todo sistema eléctrico de potencia; sus características eléctricas, principios físicos en su funcionamiento y construcción. Mediante fotos, dibujos y gráficas se muestran los diferentes diseños constructivos y desde la representación circuital y análisis fasorial, de los regímenes de operación sin carga, se desarrollan ejemplos de cálculo de los parámetros del circuito equivalente monofásico a partir de los ensayos de medición de pérdidas denominados ensayos de rutina.

BISAC
TEC000000 TECNOLOGÍA E INGENIERÍA > General
THEMA
THR Ingeniería eléctrica
TB Tecnología: cuestiones generales
DEWEY
621.3 Tecnología (ciencias aplicadas) > Ingeniería y operaciones afines > Física Aplicada > Eléctrico, electrónico, magnético, comunicaciones, ingeniería informática; iluminación

Eduardo Marlés Sáenz

Eduardo Marlés Sáenz

Profesor de la Universidad del Valle. Ingeniero electricista, magíster en Sistemas de Generación de Energía. Sus áreas de desempeño son: análisis y aplicación de los campos electromagnéticos; análisis del comportamiento y operación de sistemas de potencia; modelamiento y análisis del comportamiento estable y transitorio de los sistemas eléctricos. Forma parte del Grupo de Investigación en Alta Tensión, GRALTA; coautor del libro Análisis de la potencia reactiva en una interconexión HVDC, publicado por la Editorial Académica Española (2011). Autor del artículo “Metodología generalizada para determinar los grupos de conexión en transformadores” (2005) y coautor de “Obtención de la fase de la impedancia eléctrica usando transformada Wavelet y transformada de Fourier de señales transitorias” (2018), “Metodología para el diseño de divisores de tensión de impulso” (2009) y “El método del vector espacial: una introducción a los fundamentos físico-matemáticos y a su aplicación al estudio de las máquinas eléctricas” (2005).

eBook

Digital: descarga y online - EPUB

Catálogo Programa Editorial Univalle

Impreso

Catálogo Programa Editorial Univalle

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN A LA OBRA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Capítulo 1

FUNDAMENTOS PARA EL ESTUDIO DEL

CIRCUITO ELECTROMAGNÉTICO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

El campo electromagnético. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

El modelo electromagnético. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Leyes fundamentales del electromagnetismo. . . . . . . . . . . . . . . .18

Problemas propuestos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32

Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36

Capítulo 2

REVISION DE LOS TIPOS DE MATERIALES EN LA CONSTRUCCIÓN DE TRANSFORMADORES. . . . . . . . . . . . . . .37

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37

Materiales magnéticos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37

Momento dipolar magnético. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38

Magnetización de materiales ferromagnéticos. . . . . . . . . . . . . . .42

Materiales aislantes eléctricos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82

Materiales conductores eléctricos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

Problemas propuestos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92

Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .95

Capítulo 3

EL CIRCUITO MAGNETICO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

Introducción .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 97

Definiciones para el estudio y el modelado matemático.  .  .  .  .  .  .  .  . 97

Representación del circuito magnético por analogía

con el circuito eléctrico .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  100

Resumen de la variables del circuito magnético. . . . . . . . . . . . . 112

Componentes y modelado de la geometría de

estructuras ferromagnéticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

Problemas sobre circuitos magnéticos.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  122

Problemas propuestos.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  155

Bibliografía.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  163

Capítulo 4

EL TRANSFORMADOR MONOFASICO.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  165

Introducción .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  165

Breve revisión de la historia del transformador.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  165

El transformador como una máquina eléctrica.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  169

Definiciones fundamentales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170

Estructuras y elementos constructivos básicos

de los transformadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174

Magnitudes nominales de los transformadores.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  179

Principio de funcionamiento de un transformador ideal. . . . . . . . 186

Características eléctricas generales de un

transformador monofásico .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  188

Excitación sinusoidal y forma de la onda de voltaje inducido

cuando no hay carga.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  189

Excitación sinusoidal y forma de onda de la corriente de

excitación sin carga. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

Obtención de la forma de onda de corriente de excitación a partir

de la curva de magnetización y de la onda de flujo magnético .  .  .  .  193

Aproximación del fenómeno de excitación mediante diagrama

fasorial y su circuito equivalente.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  194

Problemas propuestos.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  197

Bibliografía.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  200

Capítulo 5

FUNCIONAMIENTO DEL TRANSFORMADOR

MONOFÁSICO EN ESTADO ESTABLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

Introducción .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  203

Determinación de los parámetros del circuito equivalente. . . . . . . 204

Regímenes de operación del transformador real monofásico.  .  .  .  .  205

Funcionamiento del transformador sin carga.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  205

Ensayo de vacío o ensayo con el transformador sin carga.  .  .  .  .  .  .  206

Funcionamiento del transformador en cortocircuito

a tensión reducida .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  212

Problemas propuestos.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  224

Bibliografía.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  232

Anexo A

CURVAS MAGNÉTICAS AJUSTADAS.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  235


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