Un transformador reductor es un dispositivo que reduce un potencial de CA más alto a un potencial de CA más bajo según su relación de bobinado y especificaciones.
En este artículo vamos a discutir cómo diseñar y construir un transformador reductor básico que normalmente se aplica en fuentes de alimentación operadas por la red.
Introducción
Esto probablemente ayudará a los aficionados a la electrónica a desarrollar y construir sus propios transformadores en función de sus demandas particulares. En las siguientes páginas, se presenta un método de diseño simplificado para lograr transformadores desarrollados satisfactoriamente. Por otro lado, el proceso de diseño puede ser objeto de cierta experimentación.
Las tablas presentadas en este artículo recortan los cálculos que ayudan al diseñador a encontrar el tamaño apropiado de alambre o incluso laminación del núcleo. Aquí se proporcionan datos y cálculos exclusivamente pertinentes para garantizar que el diseñador no se sienta absolutamente desconcertado por detalles no deseados.
Aquí específicamente discutir sobre transformadores que posee 2 o más devanados de alambre de cobre aislado alrededor de un núcleo de hierro. Estos son: un devanado primario y uno o quizás más devanados secundarios.
Cada devanado está aislado eléctricamente del otro, sin embargo, están conectados magnéticamente mediante el uso de un núcleo de hierro laminado. Los transformadores pequeños poseen una estructura de tipo carcasa, es decir, los devanados están rodeados por el núcleo, como se muestra en la Fig. 1. La energía suministrada por el secundario se transmite de hecho desde el primario, aunque a un nivel de voltaje que depende de la relación del devanado del a par de bobinados.
Interpretación de video
Diseño de transformador básico
Como fase inicial hacia el diseño de un transformador, las evaluaciones de voltaje primario y secundario y la clasificación de amperios secundarios deben expresarse claramente.
A continuación, determine el contenido del núcleo que se utilizará: estampado de acero ordinario o estampado orientado a grano laminado en frío (CRGO). CRGO presenta una mayor densidad de flujo permisible y pérdidas reducidas.
La mejor parte transversal posible del núcleo se asigna aproximadamente por:
Área del núcleo: 1,152 x √ (voltaje de salida x corriente de salida) cm2.
Con respecto a los transformadores que tienen varios secundarios, se debe considerar la suma del producto voltio-amperio de salida de cada devanado.
La cantidad de vueltas en el devanado primario y secundario se determina utilizando la fórmula para la relación de vueltas por voltio como:
Giros por voltio = 1 / (4,44 x 10-4frecuencia x área del núcleo x densidad de flujo)
Aquí, la frecuencia suele ser de 50 Hz para la fuente de alimentación de los hogares de la India. La densidad de flujo se podría considerar como aproximadamente 1.0 Weber / m2. destinado a la estampación de acero ordinario y aproximadamente 1,3 Weber / m2. para estampado CRGO.
Cálculo del devanado primario
La corriente en el bobinado primario se presenta mediante la fórmula:
Corriente primaria = Suma de o / p Volt y o / p Amp dividido por Voltios primarios x eficiencia
La eficiencia de los transformadores pequeños puede variar entre 0,8 y 0.§6. Un valor de 0,87 funciona muy bien para transformadores normales.
Es necesario determinar el tamaño de cable apropiado para el devanado. El diámetro del cable depende de la corriente nominal del devanado y también de la densidad de corriente permitida del cable.
La densidad de corriente podría alcanzar los 233 amperios / cm2. en pequeños transformadores y un mínimo de 155 amperios / cm2. en los grandes.
Datos de bobinado
Normalmente, un valor de 200 amperios / cm2. puede ser considerado, según el cual se crea la Tabla # 1. La cantidad de vueltas en el devanado primario se presenta mediante la fórmula:
Primario Giros = Giros por voltio x voltios primarios
La habitación consumida por el devanado está determinada por la densidad del aislamiento, la técnica de enrollado y el diámetro del cable.
La Tabla # 1 proporciona los valores estimados de las vueltas por cm cuadrado. a través del cual podemos calcular el área de ventana consumida por el devanado primario.
Área de bobinado primario = Giros primarios / Giros por cm2 de la Tabla # 1
Cálculo de bobinado secundario
Teniendo en cuenta que tenemos la clasificación de corriente secundaria supuesta, podemos determinar el tamaño del cable para el devanado secundario simplemente revisando la Tabla # 1 directamente.
La cantidad de vueltas en el secundario se calcula en el mismo método cuando se trata de primaria, pero se debe incluir alrededor del 3% de vueltas en exceso para reembolsar la caída interna de voltaje del devanado secundario del transformador, al cargar. Por eso,
Giros secundarios = 1.03 (giros por voltio x voltios secundarios)
El área de la ventana necesaria para el devanado secundario se identifica en la Tabla # 2 como
Área de la ventana secundaria = Giros secundarios / Giros por cm2. (de la Tabla # 2 a continuación)
Calcular el tamaño del núcleo
La principal medida de calificación para elegir el núcleo podría ser el área total de la ventana del espacio sinuoso accesible.
Área total de la ventana = área de la ventana principal + suma de las áreas de la ventana secundaria + espacio para el anterior y el aislamiento.
Es necesario un poco más de espacio para soportar el primero y el aislamiento entre bobinados. La cantidad específica de área adicional puede diferir, aunque al principio se podría considerar el 30%, aunque es posible que deba personalizarse más adelante.
Dimensión de la mesa de estampado del transformador
Los tamaños de núcleo perfectos que poseen un espacio de ventana más sustancial se determinan generalmente a partir de la Tabla # 2, teniendo en cuenta el espacio entre la laminación mientras se apilan (el elemento de apilamiento de núcleos puede tomarse como 0,9), ahora tenemos
Área bruta del núcleo = Área del núcleo / 0,9 cm cuadrados. En general, se prefiere una rama central cuadrada.
Para ello, el ancho de la lengua de laminación es
Ancho de la lengüeta = √ Área del núcleo bruto (cm cuadrados)
Ahora consulte la Tabla # 2 una vez más y, como punto final, encuentre el tamaño de núcleo apropiado, que tenga un área de ventana adecuada y un valor cercano del ancho de la lengua según lo calculado. Modifique la altura de la pila según sea necesario para adquirir la sección central deseada.
Altura de la pila = Área bruta del núcleo / Ancho real de la lengüeta
La pila no debe estar mucho por debajo del ancho de la lengüeta, sino que debe ser más. Sin embargo, no debe ser mayor de 11/2 veces el ancho de la lengua.
Diagrama de ensamblaje del núcleo
Cómo ensamblar el transformador
El bobinado se realiza sobre un formador o bobina aislante que encaja en el pilar central de la laminación del núcleo. El primario generalmente se enrolla primero, y luego el secundario, manteniendo un aislamiento entre las dos capas del devanado.
Se aplica una última capa aislante sobre el devanado para protegerlos a todos del deterioro mecánico y por vibraciones. Siempre que se empleen cables delgados, sus extremos particulares deben soldarse a cables más pesados para llevar los terminales fuera del primero.
La laminación generalmente se ensambla en la primera mediante laminación alternativa invertida en configuración. La laminación debe unirse firmemente a través de una estructura de sujeción adecuada o mediante tuercas y pernos (en caso de que se proporcionen orificios pasantes dentro del conjunto de laminación).
Cómo aplicar blindaje
Puede ser una buena idea utilizar un blindaje electrostático entre el devanado primario y secundario para evitar que la interferencia eléctrica se mueva hacia el secundario desde el primario.
El blindaje de los transformadores reductores se puede construir con una lámina de cobre que se puede enrollar entre los dos devanados durante algo más de una vuelta. El aislamiento debe presentarse en toda la lámina y se debe tener el cuidado adecuado para que los dos extremos de la lámina nunca entren en contacto entre sí. Además, se podría soldar un cable con este campo de blindaje y conectar con la línea de tierra del circuito o con la laminación del transformador que se puede sujetar con la línea de tierra del circuito.
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