Conexión Scott-T del transformador

¿Qué es Scott Connection o Scott-T Transformer?

Conexión escocesa

La conexión Scott es un tipo de conexión de transformador que se utiliza para obtener una fuente de alimentación bifásica de una fuente trifásica o viceversa. La conexión Scott también se conoce como Scott-T Transformer . Este método de conexión de transformadores fue inventado por Charles F. Scott . Entonces, por su nombre, este método es ampliamente conocido como la conexión de Scott.

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Diagrama de conexión de la conexión T de Scott

En la conexión Scott, dos transformadores monofásicos están conectados eléctricamente pero separados magnéticamente. Un transformador se conoce como transformador principal y el segundo transformador se conoce como transformador auxiliar. El transformador auxiliar también se denomina transformador teaser. El diagrama de conexión de la conexión de Scott se muestra en la siguiente figura.

El devanado primario del transformador principal tiene una derivación central en el punto D. Y las dos líneas (Y y B) de un suministro trifásico están conectadas al devanado primario de el transformador principal. Y el devanado secundario del transformador principal está conectado entre los puntos a1 y a2.

El devanado primario de un transformador auxiliar se conecta entre el punto de derivación central D y el terminal de línea restante (fase R). Y el devanado secundario de un transformador auxiliar se conecta entre los puntos b₁ yb₂ .

El devanado primario del transformador principal tiene derivaciones centrales en partes iguales. Por lo tanto, el número de vueltas en la parte YD y BD es el mismo.

Diagrama fasorial del transformador Scott

Los voltajes de línea de un suministro trifásico (V_RY , V_YB y V_BR ) son iguales en magnitud y separados por 120 grados. El diagrama fasorial de la tensión de alimentación se muestra en la siguiente figura.

El diagrama fasorial de un suministro trifásico se puede dibujar como un triángulo equivalente. La magnitud de todos los voltajes de línea es la misma. Por lo tanto,

V_RY =V_YB =V_BR =V_L

Para el cálculo, consideramos el fasor YB como un fasor de referencia.

V_YB =V_L ∠ + 0°

V_RY =V_L ∠ + 120°

V_BR =V_L ∠ – 120°

El punto de derivación central D divide el devanado primario en partes iguales. Considere, el número de vueltas en el devanado primario es N_P . Por lo tanto,

Entonces, el voltaje en la porción YD y BD es el mismo y está en fase con el voltaje V_YB .

Ahora, necesitamos encontrar el voltaje del devanado primario de un transformador teaser (V_RD ). Del diagrama fasorial, podemos escribir;

V_RD =V_RY + V_YD

V_RD =0,866 V_L ∠90°

El voltaje que se le da al devanado primario de un transformador teaser es 0.866 veces el del transformador principal. El voltaje a través de un devanado secundario del transformador teaser es V_2T y el voltaje a través de un devanado secundario del transformador principal es V_2M . Ahora, V_RD se aplica al devanado primario de un transformador teaser. Por lo tanto, el V_2T lidera V_2M por 90˚. Y la magnitud de ambos voltajes es la misma. El diagrama fasorial de la conexión de Scott se muestra en la siguiente figura.

El voltaje por vuelta debe ser el mismo en el devanado para crear el mismo flujo. Por lo tanto, para generar voltaje por vuelta en un devanado primario del transformador principal y teaser, el número de vueltas en un devanado primario del transformador teaser debe ser;

Por lo tanto, la relación de vueltas en el transformador teaser es;

Por lo tanto, los devanados secundarios de cada transformador tienen la misma magnitud de voltaje con una diferencia de fase de 90˚. Por lo tanto, crea un sistema bifásico equilibrado.

Posición del punto neutral N

Si el punto neutro está disponible en un suministro trifásico, se proporciona derivación en el transformador teaser primario. Por ejemplo, la cinta está disponible en el punto N. Por lo tanto, el voltaje entre los terminales RN es;

En las ecuaciones anteriores, hemos derivado el valor del voltaje entre RD;

El voltaje en el punto ND es;

Entonces, tenemos voltaje en los puntos RN, RD y ND. Para la misma relación de espiras de tensión en estos devanados, el número de espiras se elige como;

De la ecuación anterior, podemos derivar la relación del punto neutro N que divide el devanado primario del transformador teaser como; RN:ND =2:1.

Relación de Corrientes de Entrada y Salida

La corriente de línea del suministro trifásico de entrada es I_R , Yo_S , y yo_B . Aquí, usamos dos transformadores y ambos transformadores tienen devanados primario y secundario. Por lo tanto, la corriente pasa a través del devanado primario y secundario del transformador principal y del teaser como se indica a continuación.

• Yo_1M =Corriente primaria del transformador principal
• Yo_2M =Corriente secundaria del transformador principal
• Yo_1T =Corriente primaria del transformador teaser
• Yo_2T =Corriente secundaria del transformador teaser

Según el diagrama de conexión, la corriente que pasa a través del devanado primario del transformador teaser es la corriente de línea IR. Por lo tanto,

Yo _{1 T} =I_R

El devanado secundario de ambos transformadores es idéntico. Por lo tanto, la magnitud de la corriente que pasa por ambos devanados secundarios es la misma.

| yo _{2 M} |=| Yo_{2 T} |

La ecuación MMF de equilibrio del transformador teaser es (despreciando el efecto de la corriente de magnetización);

Yo _{1 T} N_RD =yo _{2 T} N_S

Yo _D = 1.15 K I _{2 T} =yo _{1 T}

Ahora, la ecuación MMF de equilibrio para el transformador principal es;

Yo _{1 M} N_YD – Yo _{1 M} N_BD =yo _{2 M} N_S

Yo _Y – Yo _B = 2 K I _{2 M}

Para sistema trifásico equilibrado;

Yo _D + yo _Y + yo _B = 0

Yo _B =– Yo _D – Yo _Y

Yo _Y – (- Yo _D – Yo _Y = 2 K I _{2 M}

Yo_Y + yo_R + yo_y = 2 K I _{2 M}

I_R + 2yo_y = 2 K I _{2 M}

Ahora, pon el valor de I_Y actual en la ecuación de I_B;

Estas ecuaciones de corriente son válidas para cargas balanceadas y desbalanceadas.

Aplicaciones de Scott Connection

Las aplicaciones de la conexión Scott se enumeran a continuación.

• Este tipo de conexión se utiliza para conectar un sistema trifásico con un sistema bifásico. Y la potencia puede fluir en ambas direcciones.
• La conexión Scott se utiliza para suministrar carga monofásica (como trenes eléctricos) desde un suministro trifásico equilibrado.
• Cuando la energía proviene de un suministro trifásico, se convierte en un suministro monofásico que se usa para hornos eléctricos monofásicos.