Transformadores de aislamiento

Un transformador es un dispositivo que transfiere energía eléctrica de un circuito a otro sin cambiar la frecuencia. Contiene devanado primario y secundario en el que el devanado primario está conectado al circuito principal y el devanado secundario a un circuito de carga requerido. Un transformador de aislamiento se define como los devanados primario y secundario del transformador separados entre sí.

Transformadores de aislamiento

Bobinado del transformador de aislamiento

El devanado del transformador de aislamiento.

Las potencias de entrada y salida en un transformador están acopladas magnéticamente ya que el diseño del transformador se realiza utilizando una barrera de aislamiento dieléctrico. Un transformador de aislamiento aísla la carga en un sistema eléctrico para evitar que el equipo reciba picos y armónicos de la red, como se muestra en la figura. Tal transformador también se conoce como transformador aislante.

Se utiliza un transformador de aislamiento con un escudo electrostático para equipos sensibles como computadoras e instrumentos de laboratorio. La relación de giro determina si el transformador se usa: para aumentar o disminuir o para voltajes sin cambios. Este transformador se puede utilizar en diferentes aplicaciones como herramientas eléctricas portátiles y tracción eléctrica, etc.

La clasificación de los transformadores de aislamiento depende de la disposición de los devanados, la construcción y el tipo de corriente alterna involucrada.

Clasificación basada en disposición de bobinado

Algunos transformadores capaces de producir un voltaje de salida que es idéntico a su entrada se conoce como transformadores de aislamiento 1: 1.
Un transformador elevador produce un voltaje de salida mayor que su voltaje de entrada.
Un transformador reductor produce una salida más pequeña en relación con su entrada.

Transformador elevador

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Transformador elevador : Este tipo de transformador tiene más número de vueltas en el devanado secundario y menos en el primario, de modo que la tensión es mayor en el secundario en comparación con el primario como se muestra en la figura. El número de vueltas en ambos devanados se decide según el requisito de clasificación de la aplicación. Los transformadores elevadores se utilizan como impulsores de las líneas de transmisión de energía.

Transformador reductor

Transformador reductor : Este tipo de transformador reduce la tensión de alimentación de la red en valores demasiado bajos en función del requisito de carga. En un transformador reductor, el devanado primario consta de más vueltas en comparación con el devanado secundario.

La relación entre corrientes, voltajes y vueltas están en las ecuaciones de relación de transformación que se dan a continuación.

Relación de transformación de voltaje = Giros secundarios / Giros primarios
Relación de transformación actual = Giros primarios / Giros secundarios

Clasificación basada en la naturaleza de la fuente de alimentación

Se puede fabricar un transformador de aislamiento para operar con suministros de CA monofásicos y trifásicos.

Transformador monofásico : Está fabricado para funcionar con un suministro de CA monofásico y se utiliza principalmente para aplicaciones de baja potencia como iluminación residencial, aire acondicionado y calefacción, etc. El transformador monofásico se puede volver a conectar en serie o en paralelo según los requisitos de la carga.

Transformador monofásico

Un transformador monofásico consta de dos devanados en un núcleo de hierro común. Si uno de los devanados está conectado a un voltaje de CA, se establece un campo magnético alternativo en un núcleo de hierro. Este campo junto con el devanado secundario produce un EMF en él. Como resultado, este EMF impulsa la corriente para que pase al circuito de carga.

Transformador trifásico : Esta El transformador está diseñado y construido para voltajes específicos, particularmente para voltajes más altos. El transformador trifásico tiene tres tipos de devanados, ya que los devanados primarios y secundarios se incluyen en tres fases.

Transformador trifásico

Estos devanados se pueden conectar en estrella (estrella) o en forma de triángulo. La combinación de devanados primarios y secundarios puede ser delta-delta, estrella-delta, estrella-estrella y delta-estrella. Este tipo de configuración depende de la aplicación, como, en el lado de la distribución, se utilizan transformadores de conexión delta a estrella.

Transformadores automáticos

Un autotransformador consta de un solo devanado y parte de él actúa como devanado secundario. Es más pequeño, más liviano y más barato que el transformador de devanado doble y también posee una menor reactancia de fuga, mayor eficiencia, buena calidad de energía y menos requisitos de cobre.

Aunque es ventajoso sobre el convencional, no proporciona ningún aislamiento eléctrico para la carga de la red y es más propenso a fallas. Este tipo de transformador se puede utilizar para aumentar o reducir el voltaje conectando los devanados en varias configuraciones.

Transformadores automáticos

Los autotransformadores se utilizan en aplicaciones de transmisión, distribución, ferrocarriles y audio de energía. La relación de vueltas de un transformador reductor es menor que '1' y la relación de vueltas de un transformador elevador es siempre mayor que '1'.

Autotransformador elevador: Este tipo de autotransformador en el que el voltaje de la fuente está conectado al devanado principal y la carga está conectada a través de la parte del devanado principal se denomina autotransformador elevador.

Autotransformador reductor : Este tipo de autotransformador en el que la fuente de voltaje se aplica a la parte del devanado principal, y la carga se conecta a todo el devanado principal, como se muestra en la figura.

Transformador automático variable

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Transformador automático variable

Un autotransformador variable también se conoce como variac en el que la conexión secundaria a través de un cepillo deslizante permite que el voltaje varíe en un rango determinado. Este tipo de transformador es un control de voltaje CA que proporciona un voltaje CA variable a los diversos circuitos. Los transformadores Variac pueden aumentar el voltaje de salida, que es superior al doble del voltaje de entrada.

Este autotransformador está equipado con muchas tomas y conmutadores automáticos que le permiten actuar como reguladores automáticos de voltaje. Las características principales del autotransformador variable son alta eficiencia, bajo aumento de temperatura y capacidad de sobrecarga de corta duración.

Después de revisar la información anterior, se pueden comparar fácilmente estos dos transformadores. Las siguientes son algunas de las diferencias que surgen después de compararlas.

Transformador de aislamiento Vs Transformador automático

1. En un transformador de aislamiento, la entrada está aislada de la salida, mientras que en un autotransformador, no hay aislamiento eléctrico entre la entrada y la salida.

2. Un transformador de aislamiento consta de devanados primarios y secundarios que están enrollados en un núcleo de hierro, mientras que un autotransformador consta de una bobina que actúa como devanados primario y secundario.

3. Debido a más devanados, los transformadores de aislamiento requieren más cobre, por lo que el peso es significativamente alto, mientras que los autotransformadores requieren menos devanados y un núcleo pequeño, por lo que son más livianos y menos costosos para la misma clasificación de transformadores de aislamiento.

4. Si se produce una sobretensión en el devanado primario del transformador de aislamiento, se mantiene la carga pero el autotransformador mantiene las salidas a un nivel específico, independientemente de las fluctuaciones de entrada.

5. La regulación de bajo voltaje ocurre en los transformadores de aislamiento debido a gran voltaje oscilaciones, mientras que la regulación de alto voltaje tiene lugar en un autotransformador debido a oscilaciones de voltaje más pequeñas.

Todo esto se trata de los transformadores. Esperamos que haya obtenido algunas ideas y conceptos valiosos de este artículo, después de leerlo detenidamente. Además, le animamos a compartir sus conocimientos sobre este tema en particular o proyectos eléctricos y electrónicos ya que se convertiría en una propuesta de valor para nosotros. Sin embargo, para obtener más detalles, sugerencias y comentarios, puede comentar en la sección de comentarios a continuación.

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