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Aula 05 TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS - CONEXÕES - VANTAGENS - APLICAÇÕES

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TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS 
 
Para transformar tensões trifásicas modificando seus valores entre a fonte e a carga pode 
se utilizar um único transformador trifásico com o primário e o secundário enrolados sobre 
um núcleo de material ferromagnético comum. 
 
Pode se utilizar uma bancada composta de transformadores monofásicos que devem ter a 
mesma potência em KVA e a mesma relação de transformação a. 
 
Tanto um quanto o outro modo fornece o mesmo resultado quanto a transformação de 
tensões trifásicas. 
 
As explicações a respeito de transformadores trifásicos são normalmente feitas a partir de 
uma estrutura composta de três transformadores monofásicos. 
 
 
 
 Sejam os transformadores monofásicos mostrados abaixo. 
 
 
 
 Três transformadores monofásicos idênticos de 50 KVA, 13800/220 V 
 Fonte: Kosow, 2005 
 
 
Os transformadores possuem potência aparente (50 KVA) com o enrolamento do primário 
com a capacidade de suportar tensão de 13800 V e o enrolamento secundário 220 V. 
 
Tanto o primário como o secundário da estrutura transformadora trifásica pode ser 
conectada em triângulo ou em estrela. 
 
Se o primário dessa estrutura trifásica for conectado em delta o transformador pode ser 
alimentado por um sistema trifásico no qual as tensões de linha são de 13,8 KV. 
 
Se o mesmo enrolamento trifásico for ligado em Y, essa alimentação pode ser de 23,9 KV q 
( 3 •13,8 KV). O secundário também pode ser conectado em estrela ou em triângulo. 
 
Se for conectado em estrela as tensões de linha no secundário será 3 •220 V valor igual 
a 380 V. No entanto se for ligado em triângulo, a tensão de linha no secundário será 220 V. 
 
 
 
 
 
 
 2
 
A figura abaixo mostra as ligações para conectar o primário em delta e o secundário em 
estrela. 
 
 
 
 Estrutura trifásica a partir de três transformadores monofásicos 
 Fonte: Kosow, 2005 
 
 
Os terminais do primário são designados com a letra H (H1 e H2) e os terminais do 
secundário com a letra X (X1 e X2). 
 
No primário a notação das grandezas elétricas do transformador utiliza letras maiúsculas 
enquanto que as grandezas do secundário utilizam letras minúsculas. 
 
No secundário existe um ponto em que os enrolamentos se juntam. É o neutro, 
caracterizado pela letra n. Como cada transformador monofásico é de 50 KVA, a estrutura 
trifásica tem uma potência de 150 KVA. 
 
 
 
 
 
 3
Tipos de conexões 
Os transformadores trifásicos podem ter diversos tipos de conexões em função das 
diferentes possibilidades de ligar seus enrolamentos trifásicos no primário e do secundário. 
 
O enrolamento do primário pode ser ligado em triângulo e estrela bem como o enrolamento 
do secundário. 
 
No mínimo têm-se as seguintes possibilidades de conexões desses transformadores: 
 
 ∆-∆, ∆-Y, Y-∆, Y-Y. 
 
Além dessas conexões existem outras variações derivadas delas. 
 
 
 
 
Conexão ∆-∆ 
 
 
 
Conexão triângulo-triângulo 
 
 
Transformadores na conexão ∆-∆, o enrolamento trifásico do primário e do secundário estão 
ligados em triângulo. 
 
No primário o módulo da tensão de linha e a tensão de fase da estrutura são os mesmos 
 
 VL = VF 
 
O mesmo se repete no secundário também conectado em triângulo 
 
De acordo com a teoria de circuitos elétricos trifásicos o módulo da corrente de fase é igual 
ao módulo a corrente de linha dividida por √3, tanto primário como no secundário. 
 
 F LV V= e 3
L
F
II = 
 
Onde: 
VL é o módulo da tensão de linha e VF é o módulo da tensão de fase, 
IL é o módulo da corrente de linha e IF é o módulo da corrente de fase. 
 
 4
As tensões de fase entre o primário e o secundário se relacionam entre si de acordo com a 
teoria dos transformadores monofásicos. 
 
1 1
2 2
F
F
V N
a
V N
= = 
 
 
As correntes de fase entre o primário e o secundário se relacionam entre si na relação 
inversa do número de espira. 
 
aN
N
I
I
F
F 1
1
2
2
1
== 
 
VF1 é a tensão de fase do primário e VF2 é a tensão de fase do secundário 
 
IF1 é a tensão de fase do primário e IF2 é a tensão de fase do secundário 
 
a é relação de transformação. 
 
 
 
Aplicação 
O transformador trifásico na conexão ∆-∆ é adequado para aplicações envolvendo 
alimentação de cargas altamente desequilibradas. 
 
 
Vantagem 
Possui a vantagem de poder ser operado em delta aberto, fornecendo uma saída trifásica 
com 1/√3 da potência anterior. 
 
Nessa estrutura as tensões de terceiro harmônico são eliminadas pela circulação de 
correntes de terceiro harmônico nos enrolamentos em delta. 
 
Como os enrolamentos estão conectados em delta, a corrente em cada fase é a corrente de 
linha dividida por 3 . 
 
Assim a corrente no enrolamento é cerca de 57% da corrente de linha o que exigirá uma 
menor bitola de fio, se comparada com uma estrutura de mesma potência conectada em 
estrela. 
 
A tensão de linha é igual a de fase. 
 
 
Desvantagem 
Apresenta a desvantagem de não ter neutro disponível o que impede o suprimento de 
energia a quatro fios. 
 
Apresenta a dificuldade de confecção das bobinas e custos mais elevados para aplicações 
envolvendo altas tensões de linha devido a necessidade do reforço de isolação para 
suportar altos níveis de tensão (OLIVEIRA. J.C et al, 1984, p.141). 
 
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Exemplo 1 
Uma estrutura transformadora trifásica ∆-∆, de relação de transformação 18:1, alimenta uma 
carga trifásica equilibrada que consome uma corrente de linha de 389 A, em 440 V. 
 
 
 
 
 Conexão trifásica ∆-∆ 
 
 
Desprezando as perdas do transformador determine o módulo das tensões e correntes de 
linha e de fase no primário do transformador. 
 
 
Solução 
 
Tensão de fase no secundário 
 
2 440FV V= 
 
Corrente de fase no secundário 
 
2 2
389 224,59
3F F
I I A= ⇒ = 
 
 
Corrente de fase no primário 
 
1
1 1
1 224,59 12,48
224,59 18 18
F
F F
I
I I A= ⇒ = ⇒ = 
 
 
 
Corrente de linha no primário 
 
1 13 12,48 21,61L LI I A= • ⇒ = 
 
 
Tensão de fase e de linha no primário 
 
1
1 1
18 18 440 7920
440 1
F
F F
V V V V= ⇒ = • ⇒ = 
 
1 1 1 7920F L LV V V V= ⇒ = 
 
 6
Conexão ∆-Y 
 
 
 
 Conexão triângulo-estrela 
 
 
Transformadores na conexão ∆-Y o enrolamento trifásico do primário está ligado em 
triângulo e o enrolamento do secundário em estrela 
 
No primário o módulo da tensão de linha e a tensão de fase da estrutura são os mesmos 
 
 VL = VF 
 
devido o enrolamento trifásico ligado em ∆. No secundário conectado em estrela o mesmo 
não se repete. 
 
 
 
No primário em função da conexão em triângulo as tensões e correntes de fase são: 
 
 F LV V= 
 
 
3
L
F
II = 
 
 
No secundário conectado em estrela as tensões e correntes de fase são: 
 
 
3
L
F
VV =