¿Qué es un Autotransformador?
Un autotransformador es un transformador donde una parte del devanado es común tanto al primario como al secundario. El principio de funcionamiento es el mismo que el del transformador común, entonces la relación de transformación entre las tensiones (voltajes) y las corrientes y el número de vueltas se mantiene.
Las corrientes primaria y secundaria están en oposición y la corriente total que circula por las espiras en común es igual a la diferencia de la corriente del devanado de baja tensión y el devanado de alta tensión.
Para que un autotransformador funcione adecuadamente, los dos devanados deben tener el mismo sentido de bobinado.
La razón de transformación es cercana a “1”
Autotransformador reductor
– Si se aplica una tensión alterna entre los puntos A y B, y se mide la tensión de salida entre los puntos C y D, se obtiene una tensión menor y se dice que este transformador es un autotransformador reductor de voltaje o tensión.
En este caso la relación de vueltas es: Ns / Np < 1
Autotransformador elevador
– Si se aplica una tensión alterna entre los puntos C y D, y se mide la tensión de salida entre los puntos A y B, se obtiene una tensión menor y se dice que este transformador es un autotransformador elevador de voltaje o tensión.
En este caso la relación de vueltas es: Ns / Np > 1
Ventajas y desventajas de un autotransformador
– Ventajas
- Los autotransformadores tienen la ventaja sobre los transformadores comunes, de un peso menor y un costo menor. En lugar de tener un bobinado de alta tensión de N1 espiras, se debe prever, para el bobinado de baja tensión, con un número N2 de espiras, un número de espiras adicional de N1 – N2.
- También hay que tomar en cuenta que el conductor de la sección común del bobinado, debe de tener una sección de cobre en función de la diferencia de corrientes entre baja y alta tensión.
- Otra ventaja es la de no necesitar aislamiento entre los bobinados primario y secundario. Sin embargo, esto trae la desventaja de que el bobinado primario no es independiente del secundario. Esto causa peligro para una persona, pues entre tierra y el hilo común del secundario y el primario, existe la tensión del primario. Ver diagrama del autotransformador reductor.
– Desventajas
- La carga podría quedar directamente conectada la fuente de alto voltaje si falla el aislamiento entre los devanados de este transformador
- Tiene una alta corriente de corto circuito
Aplicaciones de un autotransformador
- Arranque suave (a voltaje reducido) para motores de jaula de ardilla, para evitar la alta demanda de corriente en el momento del arranque. Entrega en el arranque de un 50% a un 60% del voltaje en el primario.
- Permite compensar la caída de voltaje en los cables de distribución en instalaciones eléctricas a grande distancias (ejemplo en zonas rurales)
- Para interconectar transformadores en sistemas de 132 kV/330 kV, por ejemplo.
- Entre otros
¿Cómo conectar un transformador convencional como un autotransformador?
La conexión se hace como en las siguientes imágenes, donde:
- El terminal inferior del bobinado primario se conecta con el terminal superior del bobinado secundario en el autotransformador reductor y de este punto de conexión se obtiene la salida del transformador.
- El terminal inferior del bobinado primario se conecta con el terminal superior del bobinado secundario en el autotransformador elevador. La entrada en este caso está en la unión de los dos bobinados y la salida es en el terminal superior del bobinado primario.
Tomar en cuenta que se puede obtener otras dos posibles variaciones de este transformador si se intercambian Np y Ns en cada uno de los diagramas anteriores.
Con este tipo de conexión mejora su capacidad de transmitir potencia y también un mejor factor de potencia.
