Transformador -características , circuito eléctrico , magnético

Transformador

Un transformador es una máquina eléctrica no giratoria que funciona según el principio de inducción electromagnética. Cambia la tensión eléctrica alterna conectada de un valor determinado a una tensión con valor diferente (mayor, menor), a una frecuencia no medida. El transformador consta de las cuatro partes básicas siguientes:

1. circuito eléctrico,

2. circuito magnético,

3. equipos de refrigeración,

4. piezas estructurales mecánicas.

Circuito eléctrico 

– se compone de bobina primaria (bobinado) con número de vueltas N1 y bobina secundaria (bobinado) con número de vueltas N2. El número de espiras de cada bobina depende del tipo de transformador, que puede ser elevador, reductor o de transferencia. El bobinado debe estar aislado y dimensionado para las tensiones y corrientes que realmente lo atraviesan. Las bobinas se colocan en los núcleos (postes) del circuito magnético. Según la disposición del bobinado para tensiones superiores y inferiores, el bobinado se divide en:

a) coaxial – los devanados (bobinas) están uno encima del otro, más cerca del núcleo se coloca el devanado con voltaje más bajo.

b) alterna – los devanados (bobinas) están uno al lado del otro y se alternan en dirección del eje del núcleo

Circuito magnético – Transformador

– consta de núcleos (postes) en los que se coloca el bobinado y acoplamientos que cierran el circuito magnético. La sección transversal de los núcleos puede ser cuadrada, rectangular o circular. Las chapas deben aislarse para que no aumenten las pérdidas por corrientes parásitas (calentamiento del circuito magnético).

Dispositivo de refrigeración: sirve para disipar el calor residual del transformador. Durante el funcionamiento, el transformador se calienta debido a las pérdidas en el circuito magnético y eléctrico. Si la temperatura sube demasiado, podría destruirse. Por lo tanto, es necesario enfriar el transformador, es decir disipar el calor de la misma. Para refrigerar los transformadores se suele utilizar aire, aceite o un líquido aislante especial no inflamable.

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Piezas estructurales mecánicas – son piezas auxiliares del transformador que sirven para su fabricación, funcionamiento y mantenimiento . (chasis estructural, ganchos de suspensión, soportes de montaje, etc. etc.)

Transformadores de medida – Transformador

Bajo el término transformadores de medida se incluyen los transformadores de medida y de protección . Los transformadores de medida adaptan los valores de entrada de las magnitudes medidas al rango de los instrumentos de medida y a los valores nominales de los dispositivos de protección y fusibles . Funcionan según el mismo principio que los transformadores de potencia, pero tienen requisitos distintos: suelen tener potencias reducidas, pero deben mantener un engranaje preciso.

Los transformadores de medida están diseñados para suministrar energía a los instrumentos de medida. Se dividen en transformadores de medida de tensión y transformadores de medida de corriente . El transformador de medida de tensión se utiliza para alimentar el voltímetro cuando se miden tensiones altas de CA y muy altas de , que el transformador transforma a un valor nominal de 100 V. El transformador de medida de corriente alimenta el amperímetro cuando se mide una gran corriente alterna en equipos de baja, alta y muy alta tensión. La corriente nominal suele ser de 5 A o 1 A.

Los transformadores de seguridad se utilizan para alimentar dispositivos fusibles y protectores que aseguran el funcionamiento o evitan el fallo de máquinas eléctricas y equipos .

Transformadores para hornos – Transformador

Los transformadores de horno están diseñados para alimentar hornos eléctricos de arco  y de inducción en la industria metalúrgica. Los hornos de arco eléctrico utilizan la temperatura del arco eléctrico. El calentamiento por arco eléctrico puede ser directo – el arco arde directamente en el material fundido, o indirecto – el arco arde por encima del material fundido. Los hornos de arco eléctrico tienen una potencia de decenas a centenares de MVA, la tensión de salida (secundaria) necesaria para quemar el arco es del orden de centenares de V, con corrientes del orden de centenares de kA. Por esta razón, el devanado de salida debe tener grandes secciones transversales, la mayoría de las veces en forma de tiras de cobre o tubos por los que circula agua de refrigeración.

Los transformadores para hornos de inducción con frecuencia de 50 Hz se construyen como transformadores normales, excepto que el devanado secundario consiste en un inserto fundido. La carga se ubicará en una estructura ignífuga , bien aislada del núcleo y de los devanados .

Los transformadores para hornos de inducción con frecuencia de 2 – 10 kHz no tienen circuito ferromagnético. La bobina primaria rodea un crisol de material refractario en que es la masa fundida propiamente dicha. Además de para fundir, el calor por inducción también se utiliza para endurecer, recocido, secado y calentamiento .

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