Análisis en frecuencia de transformador eléctrico no ideal: régimen estacionario, impedancia, simplificación de polos a altas frecuencias

Antonio Sala, UPV

Dificultad: **** ,       Relevancia: ,      Duración: 09:21

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Resumen:

Este vídeo concluye el caso de estudio sobre un transformador eléctrico (no ideal, acoplamiento magnético incompleto) con carga resistiva.

En este vídeo se calcula la respuesta en frecuencia (diagrama de Bode, detalles sobre él en [bode]) de la tensión en la carga (secundario) ante la entrada de tensión en el primario (teoría sobre respuesta en frecuencia, en video [freqresp]). Se comprueba que el diagrama tiene forma de filtro paso-banda: existe un intervalo de frecuencias donde la relación de transformación es la calculada, pero a frecuencias muy bajas la tensión en secundario cae (los transformadores no funcionan en corriente contínua) y lo mismo ocurre a frecuencias altas dado que las impedancias debidas a las autoinducciones crecen.

El régimen estacionario senoidal a 50 Hz ($100\pi$ rad/s) se calcula en amplitud y fase usando el comando freqresp.

El vídeo presenta la diferencia entre el transitorio (que sólo dura 2 ms, que se calculó mediante Transformada de Laplace en el vídeo [tni2]) y el régimen estacionario senoidal.

Por último, se relacionan los resultados con lo que podría haberse calculado mediante fórmulas de impedancia (ingeniería eléctrica, corriente alterna). También se reduce el modelo a un modelo de primer orden eliminando el polo rápido (con frecuencia de corte de $>1500rad∕s$, esto es lo que se denomina reducción modal, estudiada en profundidad en el vídeo [romo]). Se comparan las respuestas temporal y en frecuencia del modelo original y el reducido.