Transformadores de potencia. Vistas y dispositivo. Trabajo y aplicación. Que es un transformador

Transformadores de potencia. Vistas y dispositivo. Trabajo y aplicación. Que es un transformador

Transformador (del lat. transformo - transform) - dispositivo electromagnético estático (sin partes móviles) diseñado para ser convertido por inducción electromagnética sistemascorriente alterna de una tensión en el sistema corriente alterna de otra tensión a una frecuencia constante y sin pérdida significativa de potencia.

Transformador de potencia   - un dispositivo estacionario con dos o más devanados, que por medio de inducción electromagnética convierte un sistema de voltaje y corriente alternos a otro sistema de voltaje y corriente, como regla, de diferentes valores a la misma frecuencia para transmitir electricidad.

historia de la creación

Para crear transformadores fue necesario estudiar las propiedades de los materiales: no metálicos, metálicos y magnéticos, creando su teoría.

Los primeros en esta dirección fueron los trabajos de Alexander G. Stoletov, profesor de la Universidad de Moscú: descubrió un bucle de histéresis y una estructura de dominio de un ferromagneto (años 80)

Los hermanos Hopkinson desarrollaron una teoría de los circuitos electromagnéticos.

En 1831, el físico inglés Michael Faraday descubrió el fenómeno de la inducción electromagnética, que es la base de la acción de un transformador eléctrico, al realizar una investigación fundamental en el campo de la electricidad.

Una representación esquemática del futuro transformador apareció por primera vez en 1831 en las obras de Faraday y Henry. Sin embargo, ni el uno ni el otro no notaron en su dispositivo una propiedad de un transformador como el cambio de voltajes y corrientes, es decir, la transformación de la corriente alterna.

En 1848, el mecánico francés G. Rumkorf inventó la bobina de inducción. Ella fue el prototipo del transformador.

El 30 de noviembre de 1876, fecha de recepción de la patente por Yablochkov Pavel Nikolaevich, se considera la fecha de nacimiento del primer transformador. Era un transformador de núcleo abierto, que era una varilla en la que se enrollaron los devanados.

Y así: los transformers son considerados "feliz cumpleaños" 30 de noviembre de 1876cuando un destacado ingeniero eléctrico ruso e inventor Pavel Nikolaevich Yablochkovrecibió una patente francesa que describía el principio de operación y el método de uso de un transformador. Pero para proteger que fue Yablochkov quien solo desarrolló un transformador de potencia, estaba equivocado, muchos científicos trabajaron en esta idea antes y después de su patente.

El electricista ruso, creador del equipo de corriente trifásica M. Dolivo-Dobrovolsky en 1890, ofrece el diseño de un transformador trifásico, que en la red trifásica permitirá reemplazar tres unidades monofásicas. Posteriormente, el inglés Ferranti, el estadounidense J. Westinghouse, el serbio N. Tesla desempeñó un papel importante en la mejora y el desarrollo del diseño de transformadores trifásicos.

Es gracias a los descubrimientos y logros de los científicos nacionales en Rusia.  A la vuelta de los siglos XIX y XX, se eligió el paradigma correcto: orientar el desarrollo de la industria de la energía eléctrica a corriente ac   Alta tensión frente a conceptos extraños a favor de la corriente continua y la tecnología de baja tensión.

El comienzo de la producción de transformadores de potencia en Rusia se puede considerar en noviembre de 1928, cuando comenzó a funcionar la Planta de Transformadores de Moscú (más tarde, la Planta Eléctrica de Moscú). Pronto, los productos de la planta comenzaron a satisfacer las necesidades del país de transformadores de alto voltaje. Ya en el período anterior a la guerra, la planta produjo potentes transformadores de potencia con voltaje de hasta 220 kV. Los primeros transformadores soviéticos se crearon con el modelo de transformadores fabricados por General Electric (EE. UU.) Y con la participación de su consultor.

Después de la guerra, se construyeron nuevas empresas y, sobre todo, la Planta de Transformadores de Zaporizhia, la Planta Electrotécnica de Togliatti, etc. Pronto, estas dos plantas asumieron la carga principal de producir transformadores de potencia de alto voltaje para la industria eléctrica. Moscow Electrozavod comenzó a especializarse cada vez más en la fabricación de transformadores de potencia para hornos eléctricos, reactores en derivación de todas las clases de voltaje, transformadores de voltaje de instrumentos, transformadores de control, etc.

La fabricación de transformadores de potencia de máxima capacidad se centró gradualmente en la planta de transformadores de Zaporizhia y la producción de un número significativo de transformadores de pequeña capacidad (hasta un voltaje de 20 kV) en la planta electrotécnica de Minsk, construida a finales de los años cincuenta.

Después del colapso de la URSS, una cantidad significativa de capacidad de transformador estaba fuera de Rusia.

Plantas transformadoras domésticas - OA UCC Electrozavod (Moscú), Transformer OJSC (Togliatti), Uralelectrotyazhmash OJSC (Ekaterinburg), Birobidzhan Plant of Power Transformers - bajo nuevas condiciones tuvieron que hacer ajustes significativos a los producidos nomenclatura y política de ventas para resistir en la competencia con sus socios recientes de países vecinos y compañías poderosas en Europa y los Estados Unidos.

El progreso de la construcción de transformadores en el siglo XX, tanto en nuestro país como en el extranjero, se caracterizó principalmente por las siguientes áreas:
a) asegurar el aumento de los parámetros limitantes de los transformadores en relación con el crecimiento de la potencia de los sistemas de potencia y las unidades de potencia;
b) reducir el tamaño, la masa y la pérdida de energía en cada transformador de una determinada clase de potencia y voltaje.

El progreso en los indicadores técnicos y económicos de los transformadores se debe principalmente a la mejora de la calidad de los materiales activos y aislantes, así como a los logros constructivos, implementados a través de la llamada optimización paramétrica y estructural. El primero le permite encontrar los mejores valores de los parámetros, el segundo: los esquemas de diseño más racionales para la disposición mutua de partes y componentes del transformador.

Como se sabe, los materiales utilizados en la fabricación de transformadores se dividen en activos, aislantes y estructurales. . Como materiales activos se utilizan:
-Acero eléctrico - para la fabricación de magnéticos;
- Cobre - Para la fabricación de bobinas.

Uno de los principales materiales activos del transformador es el acero eléctrico de lámina delgada. Durante muchos años, se utilizó acero laminado en caliente con un espesor de lámina de 0,5 o 0,35 mm para sistemas magnéticos de transformadores. La calidad de este acero mejoró gradualmente, pero las pérdidas específicas en él fueron altas.

La aparición a finales de los años 40 del acero texturizado laminado en frío, es decir, El acero con una cierta orientación de los granos (cristales), con pérdidas específicas significativamente más bajas y mayor permeabilidad magnética, permitió aumentar la inducción en el sistema magnético y reducir significativamente la masa de materiales activos al tiempo que reduce las pérdidas de energía en el transformador. Al mismo tiempo, se obtuvo una reducción en el consumo de otros materiales (aislante, estructural, aceite, etc.).

El uso de acero laminado en frío también permitió reducir las dimensiones externas y aumentar la potencia del transformador en una unidad, lo que es especialmente importante para los transformadores de alta capacidad, cuyas dimensiones externas están limitadas por las condiciones del transporte por ferrocarril.

Una de las características esenciales del acero laminado en frío es la anisotropía de sus propiedades magnéticas, es decir, La diferencia de estas propiedades en diferentes direcciones dentro de la lámina o placa de acero. Este acero tiene las mejores propiedades magnéticas (las pérdidas específicas más pequeñas y la mayor permeabilidad magnética) en la dirección de laminación.

El diseño del sistema magnético del transformador, teniendo en cuenta la anisotropía de las propiedades magnéticas del acero laminado en frío, debe diseñarse de modo que en todas sus partes (varillas y yugos) el vector de inducción magnética tenga una dirección que coincida con la dirección de laminación del acero.

Los parámetros del transformador pueden mejorarse significativamente al cambiar a los llamados aceros amorfos. Sin embargo, la tecnología de tal transición aún no se ha desarrollado. Las muestras separadas hechas en el extranjero con núcleos magnéticos amorfos son demasiado costosas, lo que no nos permite hablar de su uso masivo en la fabricación de transformadores.

Otro material de transformador activo es   bobinas de metal   - Durante mucho tiempo no se ha cambiado. La baja resistividad eléctrica, la facilidad de procesamiento (bobinado, soldadura), la resistencia satisfactoria a la corrosión y la resistencia mecánica suficiente del cobre electrolítico lo convirtieron en el único material para los bobinados de los transformadores durante varias décadas. A pesar de esto, la distribución mundial relativamente pequeña de las reservas naturales de minerales de cobre nos obligó a buscar formas de reemplazar el cobre con otro metal, y en primer lugar, el aluminio, que está más extendido en la naturaleza.

Durante la transición a los devanados de aluminio, se resolvieron varios problemas tecnológicos relacionados con la tecnología de devanado de aluminio, soldadura y soldadura de aluminio. En la actualidad, todas las nuevas series de transformadores de propósito general con una capacidad de hasta 16,000 kVA están diseñados de manera integral con bobinas de aluminio.

El descubrimiento en los años 80 de materiales conductores con la propiedad de la superconductividad de alta temperatura, abrió nuevas perspectivas para la creación de transformadores de dimensiones más pequeñas con pérdidas reducidas. Fue posible superar el principal obstáculo para el uso de la superconductividad: los sistemas criogénicos voluminosos para la producción de helio líquido fueron reemplazados por instalaciones simples de nitrógeno líquido a presión atmosférica. Esta dirección de mejora del diseño de transformadores puede considerarse como una de las más prometedoras.

Aplicaciones electricas

Dado que las pérdidas de calentamiento del cable son proporcionales al cuadrado de la corriente que pasa a través del cable, es ventajoso utilizar voltajes muy grandes y corrientes pequeñas cuando se transmite electricidad a través de largas distancias. Por razones de seguridad y para reducir la masa de aislamiento en la vida cotidiana, es conveniente utilizar voltajes no tan grandes. Por lo tanto, los transformadores se utilizan repetidamente para el transporte de electricidad más ventajoso en la red: primero, para aumentar el voltaje de los generadores en las centrales eléctricas antes del transporte de electricidad, y luego para reducir el voltaje de la línea eléctrica a un nivel aceptable para los consumidores.

construcción

El transformador constructivo más fácil consiste enconductor magnético (sistema magnético) y bobinados de transformadores.

Sistema magnetico
El sistema magnético (núcleo magnético) de un transformador es un conjunto de elementos (la mayoría de las placas) de acero eléctrico u otro material ferromagnético, ensamblado en una forma geométrica específica, diseñado para localizar el campo magnético principal del transformador. El sistema magnético en una forma completamente ensamblada junto con todos los nodos y partes que sirven para sujetar las partes individuales en una sola estructura se llama el marco del transformador.

La parte del sistema magnético en la que se ubican los devanados principales del transformador se llama - la barra

La parte del sistema magnético del transformador que no lleva los devanados principales y sirve para cerrar el circuito magnético se denomina yugo.

Dependiendo de la ubicación espacial de las barras, asigne:
Sistema magnético plano: un sistema magnético en el que el eje longitudinal de todas las varillas y yugos se ubican en un plano
Sistema magnético espacial: un sistema magnético en el que el eje longitudinal de las varillas o yugo, o varillas y yugos se encuentran en diferentes planos
Un sistema magnético simétrico es un sistema magnético en el que todas las barras tienen la misma forma, diseño y dimensiones, y la posición relativa de cualquier barra con respecto a todos los yugos es la misma para todas las barras.
Sistema magnético asimétrico: un sistema magnético en el que las barras individuales pueden diferir de otras barras en forma, diseño o tamaño, o la posición relativa de una barra con respecto a otras barras o yugos puede diferir de la ubicación de cualquier otra barra.

Devanados

El elemento principal del devanado es una bobina, un conductor eléctrico o una serie de conductores conectados en paralelo (núcleo de múltiples hilos), que una vez abarca una parte del sistema magnético de un transformador, cuya corriente eléctrica, junto con las corrientes de otros conductores y otras partes del transformador, crea un campo magnético del transformador y en el que Fuerza electromotriz inducida por campo magnético.

Devanado: un conjunto de bobinas que forman un circuito eléctrico que resume la fem inducida en las bobinas. En un transformador trifásico, un devanado generalmente significa un conjunto de devanados de una tensión de tres fases conectadas entre sí.

El bobinado del conductor en los transformadores de potencia generalmente tiene una forma cuadrada para el uso más eficiente del espacio disponible (para aumentar el factor de relleno en la ventana central). Al aumentar el área del conductor, el conductor puede dividirse en dos o más elementos conductores paralelos para reducir las pérdidas por corrientes de Foucault en el devanado y facilitar el funcionamiento del devanado. El elemento conductor de una forma cuadrada se llama vena.

Cable transpuesto utilizado en bobinado de transformador.

Cada núcleo se aísla mediante el enrollado de papel o el barniz de esmalte. Dos núcleos aislados por separado y conectados en paralelo a veces pueden tener un aislamiento de papel común. Dos de estos conductores aislados en el aislamiento de papel común se denominan cable.

Un tipo especial de bobinado de conductor es un cable transpuesto continuamente. Este cable consta de núcleos, aislados con dos capas de laca de esmalte, ubicados en posición axial entre sí, como se muestra en la figura. Se obtiene un cable de transposición continua moviendo el núcleo externo de una capa a la siguiente capa con un paso constante y aplicando un aislamiento externo común.

El rollo de papel del cable está hecho de tiras de papel finas (varias decenas de micrómetros) de varios centímetros de ancho enrolladas alrededor del núcleo. El papel se envuelve en varias capas para obtener el espesor total deseado.

Bobina de disco

Los devanados se dividen por:
Propósito
Principal  - devanados del transformador al que se suministra la energía del convertido o del que se elimina la energía de la corriente alterna convertida.
Reglamentario  - a baja corriente de bobinado y rango de control no demasiado amplio, se pueden proporcionar tomas en el bobinado para regular la relación de transformación de voltaje.
Auxiliares: los bobinados, diseñados, por ejemplo, para alimentar la red con sus propias necesidades con una potencia sustancialmente inferior a la potencia nominal del transformador, para compensar el tercer campo magnético armónico, para magnetizar el sistema magnético con una corriente continua, etc.
Ejecución
Bobinado ordinario  - las bobinas del devanado están situadas en la dirección axial en toda la longitud del devanado. Las bobinas posteriores se enrollan estrechamente entre sí, sin dejar espacio intermedio.
Devanado de tornillo: un devanado de tornillo puede ser una variante de un devanado multicapa con distancias entre cada giro o aproximación de devanado.
Bobina de disco  - El devanado del disco consiste en una serie de discos conectados en serie. Cada disco gira las bobinas en la dirección radial en forma de espiral hacia adentro y hacia afuera en los discos adyacentes.
Devanado de lámina: los devanados de lámina están hechos de una lámina ancha de cobre o aluminio con un grosor desde décimas de milímetro hasta varios milímetros.

Otros elementos del transformador no toman acción directa en la conversión de la electricidad, pero sin ellos, el funcionamiento del transformador puede ser difícil o incluso imposible.

Terminales

Los terminales en transformadores secos se pueden llevar al bloque de terminales en forma de contactos de pernos o conectores de contactos planos. Los terminales se pueden colocar dentro del recinto. En los transformadores herméticos de aceite o líquido, se garantiza el movimiento de las conexiones eléctricas desde el interior del tanque hacia el exterior:
Aisladores de bujes: un bloque de terminales en forma de aislante de bujes transfiere las conexiones desde el medio de aislamiento interno del transformador al medio de aislamiento externo, son:
Buje de baja tensión
Aisladores de bujes de condensador
Aisladores de casquillo de alta corriente.
Conexiones de cable
Conexiones de gas SF6

Enfriadores

El equipo de enfriamiento toma el aceite caliente de la parte superior del tanque y devuelve el aceite enfriado al lado inferior. La unidad de refrigeración tiene la forma de dos circuitos de aceite con interacción indirecta, uno interno y otro externo. El contorno interior transfiere energía de las superficies de calentamiento al aceite. En el circuito externo, el aceite transfiere calor al medio de refrigeración secundario. Los transformadores se suelen enfriar con aire atmosférico.

Tipos de refrigeradores:
Los radiadores vienen en diferentes tipos. Básicamente son un conjunto de canales planos en las placas con una soldadura de extremo, que conectan los encabezados superior e inferior.
El tanque corrugado es tanto un tanque como una superficie de enfriamiento para transformadores de distribución de baja y media potencia. Dicho tanque tiene una tapa, paredes corrugadas del tanque y la caja inferior.
Ventiladores Para conjuntos grandes, es posible utilizar ventiladores suspendidos debajo de los radiadores o en su lado para proporcionar movimiento de aire forzado y aceite natural y enfriamiento de aire forzado (ONAF). Esto puede aumentar la capacidad de carga de los transformadores en aproximadamente un 25%.
Intercambiadores de calor con circulación forzada de aceite, aire. En transformadores grandes, la disipación del calor a través de la circulación natural a través de los radiadores requiere mucho espacio. El requisito de espacio para los refrigeradores compactos es mucho menor que para las baterías de radiador simple. Desde el punto de vista del ahorro de espacio, puede ser ventajoso usar refrigeradores compactos con una resistencia aerodinámica significativa, que requiere el uso de circulación forzada de aceite por medio de una bomba y ventiladores potentes para forzar el aire.
Los enfriadores de agua de aceite, por regla general, son intercambiadores de calor tubulares cilíndricos con tubos extraíbles. Tales intercambiadores de calor son muy comunes y son una tecnología clásica. Tienen diversas aplicaciones en la industria. Los diseños más modernos, por ejemplo, los intercambiadores de calor de membrana plana, aún no han entrado en práctica.
Bombas de aceite. Las bombas de circulación para equipos de enfriamiento de aceite son estructuras especiales compactas y completamente selladas. El motor está sumergido en aceite de transformador; Faltan cajas de relleno.


Equipo de estabilización de tensión.

La mayoría de los transformadores están equipados con algunos dispositivos para ajustar la relación de transformación agregando o apagando el número de vueltas.

El ajuste se puede hacer usando el interruptor para la cantidad de vueltas del transformador bajo carga, o seleccionando la posición de la conexión atornillada con un transformador desenergizado y puesto a tierra.

Hay
Cambia el número de vueltas sin carga.
Cambia el número de vueltas bajo carga.

Equipo de fijación

Relé de gas

El relé de gas generalmente se ubica en el tubo de conexión entre el tanque y el tanque de expansión. El relé de gas realiza dos funciones:
acumula burbujas de gas libres que se mueven en la dirección del tanque de expansión desde el tanque del transformador;
la función del sensor cuando el flujo de aceite entre el tanque y el tanque de expansión excede un valor predeterminado.

Indicador de temperatura

Los termómetros generalmente se instalan para medir la temperatura del aceite en la capa superior y para indicar puntos de sobrecalentamiento peligrosos en el devanado.

Transformadores de corriente incorporados

Los transformadores de corriente pueden ubicarse dentro del transformador, a menudo cerca de un manguito conectado a tierra en el lado del aceite de los aisladores de bujes, así como en neumáticos de bajo voltaje. En este número, el papel que juegan el precio, la compacidad y la seguridad. Con esta solución, no es necesario tener varios transformadores de corriente separados en la estación de clasificación con aislamiento externo e interno, diseñados para alta tensión.

Absorbentes de humedad

Es necesario eliminar la humedad del espacio de aire por encima del nivel de aceite en el tanque de expansión para garantizar que no haya agua en el aceite del transformador.

Sistemas de protección de aceite

El sistema de protección de aceite más común es un tanque de expansión abierto en el que el aire por encima del nivel de aceite se ventila a través de un dispositivo desecante.

El tanque de expansión del transformador puede equiparse con una almohada inflable. Cojín inflable de goma sintética se encuentra por encima del aceite. El espacio interno del cojín está conectado a la atmósfera, por lo que puede inhalar el aire cuando el transformador se enfría y el volumen de aceite se comprime, y exhalar el aire cuando el transformador se calienta.

Otra solución es un tanque de expansión, que está dividido horizontalmente por una membrana o diafragma, que permite que el aceite se expanda o se contraiga sin contacto directo con el aire exterior.

El espacio sobre el aceite en el tanque de expansión se puede llenar con nitrógeno. Esto se puede hacer desde un cilindro de gas comprimido a través de una válvula de engranaje. Cuando el transformador inhala, la válvula de engranaje libera nitrógeno del cilindro. Cuando el volumen aumenta, el nitrógeno se libera a la atmósfera a través de la válvula de ventilación.

Para ahorrar consumo de nitrógeno, puede establecer un cierto paso de presión entre el llenado con nitrógeno y la liberación de nitrógeno.

Los transformadores pueden tener ejecución hermética. En pequeños transformadores de distribución llenos de aceite, un tanque corrugado elástico puede compensar la expansión del aceite. De lo contrario, es necesario asegurarse de que el espacio sobre el aceite dentro del tanque del transformador esté lleno de aire seco o nitrógeno para que actúen como un amortiguador al expandir o comprimir el aceite.

Puede utilizar una combinación de diferentes soluciones. El tanque del transformador se puede llenar completamente con aceite y, al mismo tiempo, tiene un tanque de expansión grande de volumen suficiente para expandir el aceite y el colchón de gas necesario. Este cojín de gas se puede continuar en el siguiente tanque adicional, posiblemente a nivel del suelo. Para limitar el volumen del colchón de gas, puede abrir un mensaje con la atmósfera externa en unos límites superior e inferior de presión interna dados.

Medidores de nivel de aceite

Los medidores de nivel de aceite se utilizan para determinar el nivel de aceite en el tanque de expansión, como regla, estos son instrumentos montados en cuadrante instalados directamente en el tanque de expansión.

Dispositivos de alivio de presión

Una descarga de arco o un cortocircuito, que se produce en un transformador lleno de aceite, suele ir acompañado de la aparición de una sobrepresión en el tanque debido al gas producido durante la descomposición y evaporación del aceite. El dispositivo de alivio de presión está diseñado para reducir la sobrepresión debida a un cortocircuito interno y, por lo tanto, reducir el riesgo de rotura del tanque y de una fuga incontrolada de aceite, que también puede complicarse con un incendio debido a un cortocircuito. El bajo peso del disco de la válvula y la baja rigidez de los resortes de cierre garantizan una apertura rápida y amplia. La válvula vuelve a su estado cerrado normal cuando se libera la sobrepresión.

Dispositivo de protección contra sobretensiones

El relé de aumento de presión repentino está diseñado para funcionar cuando se produce una onda de aceite elástica en un tanque de transformador en caso de fallas graves. Este dispositivo es capaz de distinguir entre una acumulación de presión rápida y una lenta, y apaga automáticamente el interruptor si la presión aumenta más rápido de lo establecido.

Dispositivos de protección contra sobretensiones

Los dispositivos de protección de los transformadores de potencia son. Elementos RZIA, los fusibles se utilizan en transformadores de 6 / 10kV

Ruedas / patines para el transporte.

En la práctica, las unidades grandes rara vez se entregan con una grúa a su lugar de instalación en la base. Necesitan ser movidos de alguna manera del vehículo al suelo. Si los raíles fundidos se colocan desde el lugar de descarga desde el vehículo hasta la instalación final de la unidad, la unidad puede equiparse con ruedas giratorias. La rotación de 90 grados para fines de transporte se realiza mediante ruedas que funcionan en dos direcciones. La unidad se levanta por un ascensor y gire las ruedas. Cuando la unidad está instalada en su lugar, las ruedas bloqueadas pueden estar en ella o quitarse y reemplazarse con bloques de soporte. También puede bajar la unidad directamente sobre la base.

Si no se proporciona dicho sistema de rieles, utilice las guías planas habituales. La unidad se empuja a lo largo de las guías lubricadas directamente al sitio de instalación, o se usa una cadena de cadenas.

La unidad se puede soldar a la cimentación sobre la cual está instalada. La unidad también se puede colocar sobre una base de vibración para reducir la transmisión de ruido a través de la base.

Detector de gas inflamable

Un detector de gas inflamable indica la presencia de hidrógeno en el aceite. El hidrógeno se atrapa a través de una membrana de diálisis. Este sistema proporciona una indicación temprana de un proceso lento de generación de gas incluso antes de que el gas libre comience a burbujear en la dirección del relé del acumulador de gas.

Medidor de flujo

Para controlar la fuga de aceite de las bombas en transformadores con enfriamiento forzado, se instalan medidores de flujo de aceite. El funcionamiento de un medidor de flujo generalmente se basa en medir la diferencia de presión en cada lado de una obstrucción en el flujo de aceite. Los medidores de flujo también se utilizan para medir el flujo de agua en transformadores enfriados por agua.

Normalmente, los caudalímetros están equipados con una alarma. También pueden tener un indicador de línea.

Simbolo transformador

Diagrama de bloques del simbolo del transformador


La parte de la letra del símbolo debe contener la notación en el siguiente orden:
A - autotransformador;
O o T - transformador monofásico o trifásico;
R - división de bobinado HH;
H: versión de un transformador con enfriamiento de aceite natural o con enfriamiento por dieléctrico líquido no combustible con protección utilizando una capa de nitrógeno sin un expansor;
L - ejecución del transformador con aislamiento fundido;
T - transformador de tres devanados (para los transformadores de doble devanado no se indica);
N - transformador con RPN;
С - Ejecución de un transformador de necesidades propias de centrales eléctricas.

Pérdida del transformador

El grado de pérdida (y reducción de la eficiencia) en un transformador depende principalmente de la calidad, el diseño y el material del “hierro de transformador” (acero eléctrico). Las pérdidas en el acero consisten principalmente en pérdidas debidas a calentamiento del núcleo, histéresis y corrientes de Foucault. Las pérdidas en el transformador, donde el "hierro" es monolítico, son significativamente mayores que en el transformador, donde se compone de muchas secciones (ya que en este caso el número de corrientes de Foucault disminuye). En la práctica, los núcleos monolíticos no se aplican. Para reducir las pérdidas en el núcleo magnético del transformador, el núcleo magnético también está hecho de calidades especiales de acero de transformador con la adición de silicio, que aumenta la resistividad del hierro a la corriente eléctrica, y las propias placas están lacadas para el aislamiento entre sí. Además, las pérdidas en el transformador se agregan debido al calentamiento de los cables. Esto se tiene en cuenta en el circuito equivalente de un transformador real que usa resistencia activa.


Modos de operación del transformador

1. Modo inactivo. Este modo se caracteriza por un circuito secundario abierto del transformador, como resultado de lo cual la corriente no fluye en él. Utilizando la experiencia de ralentí, puede determinar la eficiencia del transformador, la relación de transformación y la pérdida de acero.

2. Modo de carga. Este modo se caracteriza por un cierre en la carga del circuito secundario del transformador. Este modo es el principal trabajo para el transformador.

3. Modo de cortocircuito. Este modo resulta de un cortocircuito en el circuito secundario. Con él, puede determinar la pérdida de energía útil para calentar cables en un circuito de transformador.

diagramas de conexión del devanado del transformador.

Conexión en Y, la llamada conexión en estrella, donde los tres devanados están conectados entre sí por un extremo de cada devanado en un punto, llamado punto neutro o estrella

Conexión D, la llamada conexión delta, o un triángulo de conexión, donde los tres devanados de fase están conectados en serie y forman un anillo (o triángulo)

Entre los dispositivos modernos de ingeniería eléctrica uno de los más comunes es un transformador. Esta unidad es ampliamente utilizada en electrodomésticos y electrónica de potencia. Su acción es convertir la corriente. Además, el transformador puede cambiar su valor tanto hacia arriba como hacia abajo.

El dispositivo específico ha variado. Tienen algunas diferencias estructurales y funcionales. Para comprender qué constituye dicho equipo, así como las características de su funcionamiento, cada tipo debe considerarse en detalle.

Dispositivo

Existiendo hoy tipos de transformadores de corriente  Tienen ciertas características comunes. El dispositivo tiene en su sistema uno, dos y más devanados. Están ubicados en un núcleo. Los transformadores presentados hoy a la venta difieren en un modo de producción. Su fiabilidad depende del fabricante. El rendimiento de este tipo de equipos también es similar.

El transformador no está diseñado para la conversión de CC. De lo contrario, provocará un sobrecalentamiento del conductor. Los transformadores son capaces de operar exclusivamente con corriente alterna, pulsada y pulsante.

Todas las variedades de los equipos presentados están compuestas por tres componentes obligatorios. Estos incluyen circuito magnético, sistema de refrigeración y bobinado. El primer componente también se llama el núcleo.

Principio de funcionamiento

Teniendo en cuenta propósito y tipos de transformadoresAlgunas palabras deben decirse acerca de sus cualidades funcionales. En tales equipos hay un devanado primario y secundario. La tensión inicial se aplica a la primera bobina. Se requiere aumentar o disminuir.

Los devanados secundarios pueden consistir en una o más bobinas. La tensión transformada se transmite desde ellos. La base del funcionamiento de dicho dispositivo es la ley de Faraday. El flujo magnético, que varía en el tiempo a través de un área acolchada, forma fuerzas electromotrices. Además, una corriente que cambia con el tiempo puede inducir un campo magnético no constante.

En los diagramas, el transformador se representa como dos (o más) bobinas. Una línea vertical pasa entre el primer y los devanados secundarios. Representa un núcleo (núcleo magnético). Al realizar las funciones asignadas, el transformador tiene una pequeña pérdida de energía. Esto hizo que el equipo presentado en demanda.

Modos de funcionamiento

Existente tipos de operación del transformador  Se puede dividir en 3 grupos. Estos incluyen inactivo, cortocircuito y modo de funcionamiento. En el primer caso, las salidas del devanado secundario no están conectadas en ningún lugar. En este modo, si el núcleo está hecho de material magnético blando, la corriente mostrará una pérdida.

En caso de un cortocircuito, los cables de las bobinas secundarias están interconectados. En este caso, se aplicará un ligero voltaje al devanado primario. Este modo está presente en la medición de tipos de transformadores.

Bajo carga activa, las tensiones se producen en los extremos de todos los tipos de devanados. Si este valor es más alto en el devanado secundario, el transformador se llama aumento. Y viceversa. El grado de transformación está determinado por un coeficiente dado.

Clasificación

Existen varios enfoques para la clasificación de los equipos presentados. Esto le permite comprender su estructura y funciones. Existente tipos de transformadores de corriente  Se pueden clasificar por finalidad. En este caso, se distinguen los tipos de estrés, medición, laboratorio, protección, intermedios.

Según el método de instalación, también hay varios grupos. Las condiciones en las que se puede operar el equipo dependen de esto. Los transformadores pueden ser internos y externos, estacionarios, de bus o de soporte, así como portátiles.

Puede haber uno o varios pasos en el sistema. Sobre la base de la tensión nominal se distinguen los dispositivos de alta y baja tensión. Dado el tipo de aislamiento, también puede seleccionar varios grupos de transformadores. Este indicador depende de la tecnología de producción. Existen dispositivos con aislamiento compuesto, seco y papel aceite.

Según el ámbito de aplicación, asigne potencia, hogar, soldadura, aceite, autotransformadores, etc.

Transformador de potencia

Existente tipos de transformadores de potencia  Consulte los instrumentos de baja frecuencia. Se utilizan en redes eléctricas de empresas, ciudades, pueblos, etc. Tales equipos reducen el voltaje en la red al valor requerido de 220 V.

Los transformadores de potencia pueden tener desde dos o más devanados. Están instalados en el núcleo de la armadura. Muy a menudo, un elemento estructural de este tipo está hecho de acero eléctrico. Dicho transformador se coloca en un tanque con aceite especial. Si la potencia del equipo es alta, utiliza refrigeración activa.

Para las centrales eléctricas, se utilizan transformadores trifásicos de potencia. Su potencia es de hasta 4 mil kW. Tales tipos de dispositivos le permiten reducir en un 15% las pérdidas de energía en comparación con tres transformadores monofásicos.

Variedades de red

En los años 80 del siglo pasado, la más común fue la red. transformador Tipos de transformadores Este tipo de acabado. Hoy se hacen en un núcleo tipo W, así como en núcleos magnéticos toroidales o centrales. Los bobinados están instalados en ellos.

Con la ayuda de dicho dispositivo, el voltaje que proviene de la red doméstica se reduce al valor deseado (por ejemplo, 12, 24 V). Los más compactos son los transformadores con núcleo toroidal. Su núcleo magnético está completamente cubierto de bobinas. Al mismo tiempo, evita la aparición de un yugo vacío.

Autotransformador

Existente tipos de bobinas de transformador  muy diverso Pueden ser regulatorios, básicos, auxiliares. La estructura más original tiene un devanado autotransformador. Este es un dispositivo de baja frecuencia. Su devanado secundario es parte integral del primario. Están conectados, como en otros tipos de transformadores, magnéticamente. Sin embargo, dicho devanado también se informa eléctricamente.

Varios pines parten de una bobina, lo que le permite obtener un voltaje de un valor diferente. La ventaja de este diseño es su bajo costo. Los cables para montar el devanado necesitarán menos. También resulta ahorrar en la cantidad de material del núcleo. El peso del autotransformador será menor que el de otros tipos de equipos.

Sin embargo, este tipo de instrumento no está aislado galvánicamente. Esto es una falta de autotransformadores. Dichos equipos se utilizan en la tecnología de control automático, así como en las comunicaciones de alto voltaje. Hoy en día, los autotransformadores trifásicos son muy populares. Su bobinado conectado forma un triángulo o una estrella.

Transformador de corriente y tensión.

Hoy también se destacan. tipos de transformadores de voltaje  y actual. Todo depende de cómo funciona el dispositivo. Si reduce la corriente, es, en consecuencia, un transformador de corriente. También se ha desarrollado una cierta categoría de dispositivos para la regulación de voltaje.

El devanado primario del transformador de corriente está conectado a la electricidad y el secundario a los dispositivos de medición o de protección. Más a menudo se utiliza el primer tipo de dispositivo. La bobina con el devanado primario está conectada en serie en serie. Mide corriente alterna.

El núcleo de este equipo está hecho de acero eléctrico laminado. Se produce en el laminado en frío. El devanado primario es a menudo un neumático. Al operar dicho equipo, es importante tener en cuenta la relación de transformación.

Para la industria, se pueden producir dispositivos similares con varios grupos de devanados secundarios. Uno de ellos está conectado a dispositivos de medición (por ejemplo, medidores) y el segundo a equipos de protección.

Transformador de pulso

Teniendo en cuenta que tipo de transformadores  Aplique hoy, no se pueden decir algunas palabras sobre los tipos de pulso de los dispositivos presentados. Suplantaron casi completamente a los transformadores pesados ​​de baja frecuencia. Su núcleo no está hecho de acero, sino de ferrita. La forma del circuito magnético puede ser muy diferente, por ejemplo, una taza, un anillo, tipo W.

Los transformadores de impulsos pueden funcionar a altas frecuencias (500 kHz o más). Debido a esta característica, las dimensiones de dichos productos han disminuido significativamente. Se requiere usar menos alambre para enrollar.

Los transformadores de impulsos y los estranguladores con varilla de ferrita se utilizan en todas partes hoy en día. Se pueden encontrar en bombillas de bajo consumo, cargadores, inversores de potencia, etc. El alcance de su aplicación es muy amplio.

Algunos transformadores de tipo pulso utilizan un circuito de alimentación inversa. En este caso, el dispositivo es esencialmente un estrangulador de tipo doble. Al mismo tiempo, los procesos de recepción y transmisión de electricidad no se realizan simultáneamente.

Transformador de corriente de pulso

Para poder medir la dirección y magnitud de la corriente, un especial transformador Tipos de transformadores  Este grupo tiene un núcleo de ferrita. La mayoría de las veces tiene un solo anillo sinuoso. Se pasa un alambre por su centro. Explora la corriente. El bobinado mientras se carga en la resistencia.

La medición se realiza mediante un esquema simple. Si la carga se realiza en una resistencia de un valor nominal conocido, entonces el voltaje cuando se mide en él será proporcional al valor de la corriente de bobinado.

En la venta hay transformadores de este tipo con diferentes tasas de relación de transformación. Si solo necesita saber la dirección de la corriente, el dispositivo se carga con solo dos estabilizadores integrados en el circuito.

Sistema de proteccion

Los transformadores son equipos confiables. Sin embargo, debido a diversos daños, puede ocurrir una situación de emergencia. Por lo tanto, varios tipos de protección del transformador.

Dichos sistemas desconectan los equipos de la red en caso de daños. Dependiendo del tipo de construcción, la protección solo puede desconectar la alimentación de la parte dañada del dispositivo. Si se detecta una avería, el sistema puede dar una señal. Al mismo tiempo, se utilizan varios tipos de protección de autotransformadores.

La protección diferencial es necesaria en caso de violación de la integridad de los devanados, barras colectoras y entradas de equipos. Si el daño se detecta desde un lado, se produce un corte de corriente. Esta es una protección instantánea.

La protección de gas se utiliza para daños dentro del tanque. Esto puede generar gas. También funciona cuando baja el nivel de aceite.

La máxima protección de corriente o direccional le permite proteger el equipo contra sobrecorrientes. Además, en algunas estructuras, se puede proporcionar protección contra cortocircuitos en la carcasa y sobrecarga. Este último sistema actúa sobre la señal, notificando al personal.

Habiendo considerado las características de diseño y el principio de operación, es posible entender lo que constituye transformador Tipos de transformadoresLos que existen hoy difieren de varias maneras. Esto afecta su funcionalidad.

Un transformador es un dispositivo eléctrico que transmite electricidad de un circuito a otro mediante la inducción magnética. Los transformadores se han convertido en los dispositivos eléctricos más utilizados en la vida cotidiana y en la industria. Estos dispositivos se utilizan para aumentar o disminuir el voltaje, así como en los circuitos de la fuente de alimentación para convertir la corriente alterna entrante en corriente continua en la salida.

La capacidad de los transformadores para transmitir electricidad se utiliza para transferir energía entre diferentes esquemas de circuitos eléctricos no coordinados. Tenga en cuenta los distintos tipos y tipos de transformadores de potencia, su instalación y sus propiedades técnicas.

Dispositivo transformador

Los diseños de transformadores tienen una estructura diferente. Dependiendo de esto, la tensión nominal se calcula, ya sea entre la fase y la tierra, o entre dos fases.

1 - El devanado primario 2 - El devanado secundario 3 - El núcleo del circuito magnético 4 - El yugo del núcleo magnético

La construcción de un transformador estándar convencional consta de dos devanados con un yugo común para crear un acoplamiento electromagnético entre los devanados. El núcleo está hecho de acero eléctrico. La bobina en la que entra la corriente eléctrica es el devanado primario. La bobina de salida se llama secundaria.

Hay un tipo de transformadores como toroidal. En un transformador de este tipo, los inductores son componentes pasivos que consisten en un núcleo magnético en forma de anillo. El núcleo tiene una mayor permeabilidad magnética, hecha de ferrita. Una bobina se enrolla alrededor del anillo. Los filtros toroidales y las bobinas se utilizan para transformadores de alta frecuencia. Se utilizan para pruebas de potencia.

Se suministra corriente alterna al devanado primario del transformador, se forma un campo electromagnético, que se desarrolla en el flujo magnético del núcleo. Por el principio de la inducción electromagnética en el devanado secundario se forma una variable EMF, que forma una tensión en los terminales de salida del transformador.

Los transformadores de potencia con dos devanados no están diseñados para corriente continua. Sin embargo, en el momento de conectarlos a una corriente continua, forman un corto impulso de voltaje en la salida.

Tipo de transformador de calle.

El diseño del transformador de potencia es similar al de un transformador doméstico convencional.

Vistas

Hay muchos factores por los cuales se pueden clasificar los transformadores de potencia. Al considerar estos dispositivos en general, podemos decir que convierten la energía eléctrica del mismo tamaño de voltaje en energía eléctrica con un tamaño de voltaje mayor o menor.

Dependiendo de varios factores, los transformadores de potencia se dividen en tipos:

1. Segun la tarea . Transformadores reductores. Se utiliza para producir baja tensión a partir de líneas de alta tensión. Boost, usado para aumentar el valor de voltaje.
2. Por el número de fases.. Transformadores trifásicos, monofásicos. Ampliamente utilizado en la alimentación trifásica. La mejor opción sería instalar tres transformadores monofásicos en cada fase en una red trifásica.
3. Por el número de devanados . Doble devanado y tres devanado.
4. En el lugar de instalación. . Externo e interno.

Hay muchos otros factores diferentes por los cuales los transformadores de potencia se pueden dividir. Por ejemplo, según el método de enfriamiento o conexión de los devanados, etc. Al instalar equipos, las condiciones climáticas juegan un papel importante, que también divide a los transformadores en clases.

Los equipos de transformadores pueden ser universales, y una potencia de propósito especial de hasta 4000 kW con un voltaje de 35,000 voltios. El modelo específico es elegido por la tarea asignada al transformador.

Principio de funcionamiento

Un transformador es un dispositivo estático electromagnético que tiene 2 o más devanados conectados por inducción. Están diseñados para cambiar un AC a otro. La corriente secundaria puede diferir según las propiedades: valor de voltaje, número de fases, patrón actual, frecuencia. Uso generalizado en instalaciones eléctricas, así como en sistemas de distribución de transformadores de potencia recibidos.

Con la ayuda de tales dispositivos, convertir el tamaño de la tensión y la corriente. En este caso, el número de fases, la forma del gráfico actual y la frecuencia no cambian. El transformador de potencia elemental tiene un núcleo magnético de material ferromagnético, dos bobinas en las varillas. El primer devanado está conectado a la línea de alimentación de CA. Se llama primaria. La carga está conectada al segundo devanado. La llamaban secundaria. El circuito magnético junto con las bobinas de los devanados se encuentra en el tanque lleno de aceite del transformador.

El principio de funcionamiento es la inducción electromagnética. Cuando se aplica energía al devanado primario en forma de una corriente alterna en el circuito magnético, se forma un flujo magnético alterno. Se cierra en el núcleo magnético y forma un acoplamiento con dos devanados, como resultado de lo cual se induce EMF en los devanados. Si alguna carga está conectada al devanado secundario, entonces bajo la acción de EMF en el circuito de este devanado se forman la corriente y el voltaje.

En los transformadores de potencia incrementales, el voltaje en el devanado secundario es siempre más alto que el voltaje en el devanado primario. En los transformadores reductores, los voltajes de los devanados primario y secundario se distribuyen en orden inverso, es decir, el voltaje primario es más alto y el voltaje secundario es más bajo. El CEM de ambos devanados difiere en el número de devanados.

Por lo tanto, utilizando los devanados con la relación necesaria del número de vueltas, puede obtener el diseño de un transformador para obtener cualquier voltaje. Los transformadores de potencia tienen la propiedad de reversibilidad. Esto significa que el transformador se puede utilizar como un dispositivo de aumento o reducción. Pero, la mayoría de las veces, el transformador está diseñado para una tarea específica, es decir, debe aumentar el voltaje o reducirlo.

Alcance de uso

La energía en los tiempos modernos no puede prescindir de los dispositivos que convierten la electricidad en redes y autopistas, así como en recibirla y distribuirla. Cuando aparecieron tales dispositivos, hubo una disminución en el uso de metales no ferrosos, así como una menor pérdida de energía.

Para un funcionamiento eficiente del equipo, es necesario calcular las pérdidas en el transformador de potencia. Para ello, contacte a los expertos. Los transformadores de potencia se han utilizado en líneas de alto voltaje y estaciones de distribución de energía. Ninguna industria puede prescindir de ellos donde la conversión de energía es necesaria. Aquí hay algunas aplicaciones de transformadores de potencia:

  • En equipos de soldadura.
  • Para dispositivos electrotérmicos.
  • En los esquemas de dispositivos de medición eléctricos y dispositivos. .

Propiedades y cálculo del transformador.

La mayoría de las veces, las propiedades básicas del dispositivo se enumeran en las instrucciones de su kit. Para transformadores de potencia, estas propiedades básicas son:

  • Valor nominal de tensión y potencia.
  • Los mayores devanados actuales.
  • Dimensiones generales.
  • El peso del dispositivo.

La potencia nominal del transformador está determinada por el fabricante y se expresa en kVA (kilovoltio-amperios). El valor de voltaje nominal se indica primario, para el devanado correspondiente, y secundario, en los terminales de salida. Los tamaños de estos valores pueden no coincidir en un 5% en una dirección u otra. Para calcularlo, necesitas hacer un cálculo simple.

La corriente nominal y la potencia del dispositivo deben cumplir con las normas. Hoy en día, se producen modelos de transformadores secos, que tienen datos de potencia de 160 a 630 kVA. Por lo general, la potencia de un transformador se indica en su pasaporte. A partir de su valor se determina el tamaño nominal de la corriente. Para el cálculo aplicar la fórmula:

I = S x √3U, donde S y U  - Es potencia a nominal y voltaje.

Para cada devanado en la fórmula incluye sus propios valores. Para calcular la potencia de un transformador de potencia cuando se trabaja con una carga que consume energía, es necesario realizar cálculos bastante complejos que pueden ser realizados por especialistas. Tales cálculos son necesarios para evitar los momentos negativos que pueden surgir durante la operación de un transformador.

La tensión nominal es el valor lineal de la tensión del circuito abierto en los devanados. Se calculan en función de la potencia del transformador.

Instalación y operación

Muchas versiones de transformadores de potencia tienen una gran masa. Por lo tanto, se entregan al sitio de instalación en plataformas de transporte especiales. Se traen armados listos para conectar la forma.

La instalación del dispositivo se realiza sobre una base especial, o en una habitación determinada. Con un peso de transformador de hasta 2 toneladas, la instalación se realiza sobre la base. La carcasa del transformador está necesariamente conectada a tierra.

Antes de la instalación, el transformador se somete a pruebas de laboratorio, durante las cuales se mide la relación de transformación, se verifica la calidad de todas las conexiones, se verifica el aislamiento mediante un aumento de voltaje y se controla la calidad del aceite.

Antes de instalar el transformador debe ser inspeccionado cuidadosamente. Es necesario prestar especial atención a la presencia de fugas de aceite, para verificar el estado de los aisladores, las conexiones de los contactos.

Después de la puesta en servicio, es necesario medir periódicamente la temperatura de calentamiento con termómetros de vidrio especiales. La temperatura no debe ser más de 95 grados.

Para evitar accidentes durante el funcionamiento del transformador de potencia, es necesario medir periódicamente la carga. Esto proporciona información sobre las distorsiones de fase que distorsionan la tensión de alimentación. La inspección del transformador de potencia se realiza dos veces al año. Los períodos de inspección pueden variar según el estado del dispositivo.

La palabra "transformador" viene del latín transformo - transform.

El transformador está diseñado para convertir la corriente alterna de un voltaje a la corriente alterna de otro voltaje.

El transformador se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética, descubierto por el físico inglés Michael Faraday en 1831. La esencia de este fenómeno es la ocurrencia de una fuerza electromotriz (EMF) en un circuito conductor, que se encuentra en un campo magnético alterno o se mueve en un campo magnético constante. La corriente eléctrica causada por este campo se llama inducción. Faraday descubrió este fenómeno al pasar la corriente de la batería a través de los devanados de la bobina. En este caso, se observó la aparición de corriente en los devanados de otra bobina, que no estaba conectada de ninguna manera con la primera.

Durante medio siglo, desde los años 30 del siglo XIX, cuando se descubrió el fenómeno de la inducción electromagnética, y hasta mediados de los 80 del siglo XIX, cuando comenzó el uso generalizado de la electricidad, el transformador pasó de la bobina de inducción más simple al tipo industrial del transformador monofásico. Actual a principios de los años 90 del siglo XIX. - Transformador de corriente trifásico.

En el siglo 30-70? S XIX. surgió y se desarrollaron los principios de transformación, la creación de dispositivos de inducción que convierten los pulsos de CC de un voltaje en pulsos de corriente de otro voltaje. A finales de los años 40 del siglo XIX. Las bobinas de inducción de B. S. Jacobi, G. D. Rumkorf y otros inventores se han generalizado. Más tarde, estas bobinas jugaron un papel importante como aparatos para el sistema de encendido de los motores de combustión interna. Tales dispositivos no pueden llamarse transformadores en el sentido moderno de la palabra.

A medida que el área de aplicación de la electricidad se expandió y el número de consumidores de energía eléctrica creció, se hizo necesario mejorar los métodos de transformación, sin lo cual era imposible distribuir la energía eléctrica.

El inventor del transformador fue un ingeniero eléctrico ruso P. N. Yablochkov. En 1876, usó un transformador de corriente monofásico con un sistema magnético abierto para triturar la energía eléctrica en los circuitos de iluminación eléctrica.

Un transformador consiste en un devanado primario y uno o más devanados secundarios. Se enrollan en el marco con alambre aislado y se colocan en el núcleo. El núcleo consiste en placas delgadas hechas de acero especial. En el primer transformador el núcleo de Yablochkov estaba abierto.

La corriente alterna que fluye a través del devanado primario crea a su alrededor y en el núcleo un campo magnético alterno que cruza las vueltas del devanado secundario. De este modo se excita una variable EMF en el devanado secundario. Cuando se conecta a los terminales del devanado secundario de cualquier dispositivo que consume una corriente eléctrica, aparecerá una corriente eléctrica en un circuito cerrado.

Si el número de vueltas en las bobinas primarias y secundarias es el mismo, en la bobina secundaria se induce una tensión igual a la que se lleva a la bobina primaria. En un transformador que aumenta el voltaje, el número de vueltas en el devanado secundario es mayor que en el primario. En un transformador reductor, por el contrario, el devanado secundario contiene menos giros que el primario. La relación entre la tensión en el devanado primario y la tensión en el devanado secundario se denomina relación de transformación de este transformador.

En 1882, durante una exposición industrial de Moscú, un asistente de laboratorio en la Universidad de Moscú, I.F. Usagin, demostró un dispositivo que demostró que la forma de distribución de energía PN Yablochkov propuesta mediante bobinas de inducción podría aplicarse con bastante éxito para suministrar simultáneamente cualquier tipo de receptor de corriente eléctrica. Usagin usó bobinas de inducción con los mismos devanados primario y secundario. Los devanados primarios de las siete bobinas se conectaron en serie al circuito de corriente alterna monofásica, y cada devanado secundario incluía diferentes receptores de corriente: motor eléctrico, bobina de calentamiento de cable, lámpara de arco con regulador, velas eléctricas Yablochkov. Todos estos receptores podrían funcionar simultáneamente sin interferir entre sí.

Un nuevo paso en el uso de transformadores con un sistema magnético abierto para la distribución de electricidad fue el "sistema de distribución de electricidad para la producción de luz y motores", patentado en Francia en 1882 por Goliar y Gibbs. Los transformadores Golyar y Gibbs estaban destinados no solo a la energía de trituración, sino también a la conversión de voltaje, es decir, tenían una relación de transformación diferente de 1. En un soporte de madera, se reforzaron varias bobinas de inducción verticales, cuyos devanados primarios se conectaron en serie. Los bobinados secundarios de cada bobina se dividieron, y cada sección tenía un par de conductores para conectar los receptores de corriente que funcionaban de manera independiente.

Las bobinas de inducción conectadas consistentemente crearon una cierta resistencia inductiva, cuyo valor podría ajustarse moviendo los núcleos de las bobinas.

Transformers Golyar y Gibbs se presentaron por primera vez en abril de 1883 en una instalación de iluminación en el Westminster Aquarium (Londres). Los devanados primarios de los dos transformadores se conectaron en serie. El devanado secundario de un transformador alimentó 26 lámparas incandescentes (corriente de 40 amperios) y los tres devanados secundarios del otro, respectivamente cinco lámparas incandescentes, una vela Yablochkov y un motor eléctrico.

La conexión secuencial de los devanados del transformador ha surgido históricamente en relación con el uso de lámparas de arco. En los sistemas de iluminación de arco, como regla general, se regula la cantidad de corriente en un circuito de consumidores conectados en serie. En el caso de las lámparas incandescentes y otros tipos de receptores de corriente, para los cuales es importante mantener un valor de voltaje constante, su conexión en paralelo se volvió más conveniente. Pero si los transformadores con un circuito magnético abierto, que era una impedancia inductiva moderada, eran muy adecuados para la conexión en serie de elementos de un circuito eléctrico, luego con la conmutación en paralelo de los receptores, técnicamente no se justificaba el uso de transformadores de núcleo abierto. Por eso, en los años 80 del siglo XIX. Aparecieron diseños de transformadores con un sistema magnético cerrado que tenían características significativamente mejores (menor corriente de magnetización y, en consecuencia, menores pérdidas y un mayor factor de potencia). Cuando los elementos de un circuito eléctrico están conectados en serie, no era práctico utilizar transformadores con un sistema magnético cerrado que tienen una inductancia muy alta.

En los años 80-90 del siglo XIX. Se desarrolló un tipo de transformador industrial con un sistema magnético cerrado, y se propuso una conexión paralela de transformadores a la red de suministro. La primera construcción de un transformador con un sistema magnético cerrado fue creada en Inglaterra en 1884 por los hermanos John y Edward Hopkinson. El núcleo de este transformador se reclutó de tiras de acero o cables separados por un material aislante, lo que redujo las pérdidas por corrientes de Foucault. En el núcleo se colocaron, alternando, bobinas de voltajes más altos y más bajos.

La conexión paralela de transformadores fue propuesta y justificada por primera vez por el ingeniero eléctrico húngaro M. Deri, quien recibió una patente para este método de conexión en 1885 (independientemente de él, la misma oferta fue hecha en Inglaterra por S. C. Ferranti y Kennedy en América). Solo después de esto, los transformadores de núcleo cerrado se generalizaron.

La implementación práctica de ideas progresivas sobre la transferencia de energía eléctrica por corriente alterna de alto voltaje resultó ser posible después de la creación de un tipo industrial de transformador con un sistema magnético cerrado, que tenía indicadores de rendimiento bastante buenos. Dicho transformador en varias modificaciones (anillo, blindado y varilla) fue desarrollado en 1885 por los ingenieros eléctricos húngaros O. Blati, M. Deri y K. Tsipernovsky. En la aplicación, notaron la importancia de un núcleo magnético cerrado, especialmente para transformadores de potencia de alta potencia.

La introducción a fines de la década de 1980 del siglo XIX fue importante para ampliar la aplicación práctica de los transformadores y mejorar la confiabilidad de su trabajo. (D. Swinburn) refrigeración por aceite de transformadores de alta potencia. Los primeros transformadores de este tipo se colocaron en un recipiente de cerámica lleno de queroseno o aceite para reducir el calentamiento de los núcleos y los devanados.

El sistema de corriente trifásica en los primeros años de su existencia requirió la solución del problema de la transferencia de energía a largas distancias. Pero la transmisión de potencia es ventajosa a alta tensión, para obtener lo que en el caso de la corriente alterna se necesita un transformador. En un sistema trifásico, no hubo dificultades fundamentales para transformar la energía, pero se necesitaron tres transformadores monofásicos en lugar de uno con un sistema monofásico. Para evitar un aumento en la cantidad de autos caros, fue necesario encontrar una solución fundamentalmente nueva.

En 1889, M. O. Dolivo logró hacer esto? Dobrovolsky. Inventó el transformador trifásico. Al principio era un transformador con una disposición radial de núcleos, su diseño aún se parecía a una máquina con postes sobresalientes, en la que se eliminó el espacio de aire, y los devanados del rotor se transfirieron a las varillas. Luego se propusieron varios diseños de los llamados transformadores "prismáticos", en los que fue posible obtener una forma más compacta del circuito magnético. Finalmente, en octubre de 1891, se presentó una solicitud de patente para un transformador trifásico con barras paralelas ubicadas en el mismo plano. En principio, este diseño se ha conservado hasta el presente.

Los objetivos de la transmisión de potencia también se lograron mediante el trabajo relacionado con el estudio de los diagramas de circuitos trifásicos. En los años 80-90 del siglo XIX. un lugar significativo fue ocupado por la carga de iluminación, que a menudo introdujo una asimetría significativa en el sistema. Además, a veces era necesario tener a su disposición no uno, sino dos voltajes: uno - para la carga de iluminación, y el otro, aumentado - para la potencia.

Para poder regular el voltaje en fases individuales y tener dos voltajes en el sistema (fase y lineal), Dolivo? Dobrovolsky desarrolló en 1890 un circuito trifásico de cuatro hilos o, alternativamente, un sistema de corriente trifásico con cero cables. También indicó que en lugar de un cable neutro o neutro, puede usar el suelo. Dobrovolsky justificó sus propuestas al demostrar que un sistema trifásico de cuatro cables permite ciertas asimetrías de carga; mientras que la tensión en los terminales de cada fase se mantendrá sin cambios. Para controlar el voltaje en fases individuales del sistema de cuatro cables, Dolivo? Dobrovolsky propuso el uso del autotransformador trifásico inventado por él.

Actualmente, hay muchos tipos de transformadores utilizados en diversos campos de la tecnología.

El principal tipo de transformadores son los transformadores de potencia. Entre ellos, la mayoría de ellos son de doble cuerda. Se instalan en líneas eléctricas. Tales transformadores aumentan el voltaje producido por las centrales eléctricas de 10-15 mil voltios a 220-750 mil voltios. En lugares de consumo de electricidad con la ayuda de transformadores de potencia, la alta tensión se convierte en baja (220–380 voltios). Estos transformadores tienen una eficiencia de 0.98-0.99.

Además de los transformadores de potencia, hay transformadores diseñados para medir altos voltajes y corrientes: transformadores de instrumentos, transformadores de voltaje, transformadores de corriente, así como la reducción del nivel de interferencia en las comunicaciones por cable, la conversión de voltaje sinusoidal a voltaje pulsado, y muchos otros.

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Definición incompleta ↓

Los transformadores

PROPÓSITO DE LOS TRANSFORMADORES Y SU APLICACIÓN

El transformador está diseñado para convertir la corriente alterna de un voltaje a la corriente alterna de otro voltaje. El aumento de tensión se realiza mediante transformadores elevadores, reduciendo ?? bajando

Los transformadores se utilizan en líneas eléctricas, tecnología de comunicación, automatización, tecnología de medición y otras áreas.

De acuerdo con la finalidad se distingue:

Transformadores de potencia para la alimentación de motores eléctricos y redes de iluminación;

Transformadores especiales para alimentar máquinas de soldadura, hornos eléctricos y otros consumidores con fines especiales;

Transformadores de medida para la conexión de dispositivos de medida.

Por el número de fases, los transformadores se dividen en monofásicos y trifásicos. Los transformadores utilizados en la tecnología de la comunicación se dividen en bajas y altas frecuencias.

Los transformadores de potencia calculados son diferentes ?? desde fracciones de voltios-amperios hasta decenas de miles de kilovoltios-amperios; frecuencias de trabajo ?? De unidades de hertz a cientos de kilohertz.

Transformador ?? Aparatos eléctricos sencillos, fiables y económicos. No tiene partes móviles ni juntas de contacto deslizantes, su eficiencia alcanza el 99%. Transformador de eficiencia η, definido como la relación de la potencia de salida P2   para alimentar en la entrada P1 Depende de la carga.

TRANSFORMADOR DE DISPOSITIVOS

El transformador es un circuito magnético cerrado, en el que se encuentran dos o más devanados. En los transformadores de alta frecuencia de baja potencia utilizados en los circuitos de radio, el circuito magnético puede ser aire.

Para reducir la pérdida por histéresis, el núcleo magnético está hecho de material magnético. Acero transformador con un estrecho bucle de magnetización. Para reducir las pérdidas por corrientes de Foucault, se introduce impureza de silicio en el material del núcleo magnético, lo que aumenta su resistencia eléctrica, y el propio núcleo magnético se recoge de láminas de acero eléctrico individuales de 0.35 ± 0.5 mm de espesor, aisladas entre sí con barniz resistente al calor o papel especial.

Hay transformadores de varilla (Fig. 7.1, a) y blindados (Fig. 7.1, b).

La figura 7.1. El diseño de los tipos de barras de transformador monofásico de baja potencia (a) y blindados (b)

Este último protege bien los devanados de las bobinas de daños mecánicos. La parte superior del circuito magnético, llamada yugo, se fija después de la conexión al núcleo de las bobinas (devanados). Las varillas y el yugo se conectan muy bien para eliminar las brechas de aire en las juntas. Los transformadores de anillo se utilizan ampliamente en los transformadores de baja potencia, que se ensamblan a partir de anillos estampados o se enrollan en una cinta larga. No hay espacio de aire en estos núcleos magnéticos, por lo que el flujo de fugas magnéticas es pequeño. En los transformadores diseñados para frecuencias más altas, los núcleos anulares a menudo se presionan a partir de un polvo ferromagnético mezclado con un barniz aislante.

Los bobinados de los transformadores están hechos de alambre de cobre y colocados en la misma barra o en barras diferentes, una al lado de la otra o una debajo de la otra. En este último caso, un devanado de bajo voltaje es adyacente a la barra, y un devanado de alto voltaje se coloca encima de este.

El devanado del transformador, al que se aplica la tensión de alimentación, se denominaprimaria ¿Y el devanado al que está conectada la carga?secundaria . Se pueden colocar varios devanados secundarios con diferentes números de vueltas en el núcleo, lo que hace posible obtener diferentes voltajes secundarios.

Durante el funcionamiento del transformador debido a las corrientes en los devanados, así como debido a la inversión magnética del circuito magnético y las corrientes de Foucault, se genera calor. Los transformadores de pequeña capacidad (hasta 10 kV-A), para los cuales hay suficiente refrigeración por aire, se llaman secos.

La figura 7.2. Transformador de potencia trifásico 7.3. Vista general del autotransformador.

Yo   ?? Asa deslizante de contacto; 2 ?? contacto deslizante 3 ?? sinuoso

En los transformadores de alta potencia se utiliza refrigeración por aceite (Fig. 7.2). El circuito magnético 1 con los devanados 2, 3 se coloca en el tanque 4, lleno de aceite mineral (transformador). El aceite no solo elimina el calor por convección o circulación forzada, sino que también es un buen dieléctrico (aislante). Los transformadores de aceite son de funcionamiento confiable y tienen un tamaño y peso más pequeños en comparación con los transformadores secos de la misma capacidad. Al cambio de temperatura el volumen de aceite cambia. Cuando la temperatura aumenta, el exceso de aceite es absorbido por el expansor 5, y cuando la temperatura disminuye, el aceite del expansor regresa al tanque principal.

En los casos en que es necesario cambiar suavemente la tensión secundaria, se utiliza un contacto deslizante para cambiar el número de vueltas del devanado (aproximadamente de la misma manera que en los reóstatos deslizantes). El contacto deslizante se usa ampliamente en autotransformadores, diseñados para la regulación de voltaje en pequeños límites (Fig. 7.3).

TRANSFORMADOR EMF FORMULA

Considere una bobina (Fig. 7.4), a la cual los terminales son voltaje sinusoidal. Despreciando la resistencia de la bobina y las pérdidas por histéresis y corrientes de Foucault. Entonces la tensión aplicada a la bobina.u = u m sinωt   solo la fem autoinducida será equilibradae = E m sin ω t.

Esto es obvio, ya que solo valores iguales e igualmente variables en el tiempo pueden equilibrarse completamente entre sí.

De acuerdo con la ley de inducción electromagnética e = ??w ; por lo tanto, Em sin ωt = ?? ω.

Esta ecuación diferencial le permite encontrar la relación entre la FEM del devanado y el flujo magnético en el núcleo magnético:

d F = - pecado ωt dt

Integramos los lados izquierdo y derecho de esta expresión:

F = - ∫ sin ω t dt = cos ωt + A

Aquí está la constante de integración.Un   = 0, ya que una fem sinusoidal no puede crear un componente constante del flujo magnético. Por lo tanto,

E = cos ω t = Ф m cos ω t,

donde f m = E m / ω w Valor de amplitud de la variable del flujo magnético en el núcleo magnético de la bobina. Sustituyendo la última igualdad Em = √2 E y ω = 2πf, obtenemos

F m =, o E =

es decir, E = 4.44 fw f m . Esta expresión que conecta el valor efectivo de la EMF en el devanado con la amplitud del flujo magnético en el circuito magnético, se llama la fórmula del transformador EMF. Juega un papel importante en la teoría de transformadores y máquinas eléctricas de CA.

La figura 7.4. Bobina de circuito con núcleo ferromagnético en el circuito de CA

PRINCIPIO DE ACCIÓN DEL TRANSFORMADOR MONOFÁSICO.

COEFICIENTE DE TRANSFORMACIÓN.

El funcionamiento de un transformador se basa en el fenómeno de la inducción mutua, que es una consecuencia de la ley de la inducción electromagnética.

Consideremos con más detalle la esencia del proceso de transformación de la corriente y el voltaje.

Al conectar el devanado primario del transformador a una tensión de CAU 1   el bobinado comenzará a fluirYo 1   (Fig. 7.5), que creará en el circuito magnético un flujo magnético variable F. El flujo magnético, que penetra en las vueltas del devanado secundario, induce una fem en el mismo.E 2 que se puede utilizar para alimentar la carga.

Como los devanados primarios y secundarios del transformador son penetrados por el mismo flujo magnético, las expresiones de la fem inducidas en el devanado pueden escribirse como

E 1 = 4,44 fw 1 f m

E 2 = 4.44 fw 2 f m

donde f   ?? Frecuencia de CAw 1, w 2   ?? El número de vueltas de los devanados.

E 2 / E 1 = w 2 / w 2 = k.

La relación de los números de vueltas de los devanados del transformador se denomina relación de transformación.k.

Por lo tanto, la relación de transformación muestra cómo se relacionan los valores efectivos de la FEM de los devanados secundarios y primarios.

Basado en la ley de inducción electromagnética, puedes escribir

e 1 = ?? w 1, e 2 = ?? w 2

Dividiendo una igualdad por otra, obtenemose 2 / e 1 = w 2 / w 1 = k

Por lo tanto, en cualquier momento, la relación de los valores instantáneos de la FEM de los devanados secundario y primario es igual a la relación de transformación. Es fácil comprender que esto solo es posible con la plena coincidencia de la fase EMF e1 y e 2.

Si el circuito del devanado secundario del transformador está abierto (modo inactivo), entonces la tensión en los terminales del devanado es igual a su EMF:U 2 = E 2 y el voltaje de la fuente de alimentación está casi completamente equilibrado por la fem del devanado primarioU ≈ E 1 . Por lo tanto, puedes escribir esok = E 2 / E 1 ≈ U 2 / U 1.

La figura 7.5. Diagrama esquemático de un transformador monofásico

Por lo tanto, la relación de transformación se puede determinar en función de las mediciones del voltaje en la entrada y salida de un transformador sin carga. La relación de los voltajes en los devanados de un transformador descargado se indica en su pasaporte.

Dada la alta eficiencia del transformador, se puede suponer queS t ≈ S 2, donde S 1 = U 1 I 1   ?? la potencia consumida desde la red;S 2 = U 2 I 2   ?? Potencia entregada a la carga.

Así, U 1 I 1 ≈ U 2 I 2, donde I 1 / I 2 ≈ U 2 / U 1 = k.

La relación de las corrientes de los devanados primario y secundario es aproximadamente igual a la relación de transformación, por lo tanto, la corrienteYo 2   aumenta tantas veces (disminuye), cuántas veces disminuye (aumenta)U 2.

TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS

En líneas eléctricas, se utilizan principalmente transformadores de potencia trifásicos. La apariencia, las características de diseño y la disposición de los elementos principales de este transformador se muestran en la Fig. 7.2. El núcleo magnético del transformador trifásico tiene tres barras, en cada una de las cuales se colocan dos devanados de la misma fase (Fig. 7.6).

La figura 7.6. Colocación de bobinas en el núcleo de un transformador trifásico.

Para conectar el transformador a las líneas eléctricas en la tapa del tanque, hay bujes, que son aislantes de porcelana, dentro de los cuales se encuentran varillas de cobre. Las entradas de mayor voltaje se designan con las letras A, B, C, entradas de menor voltaje? letras ab con La entrada del cable neutro está ubicada a la izquierda de la entrada ay se designa como O (fig. 7.7).

El principio de funcionamiento y los procesos electromagnéticos en un transformador trifásico son similares a los analizados anteriormente. Una característica de un transformador trifásico es la dependencia de la relación de transformación de voltajes lineales en el método de conexión de los devanados.

Se utilizan principalmente tres métodos para conectar los devanados de un transformador trifásico: 1) conectar los devanados primario y secundario con una estrella (Fig. 7.8, a); 2) Conexión de bobinas primarias por una estrella, secundarias. un triángulo (fig. 7.8, b); 3) la conexión de los devanados primarios con un triángulo, la estrella secundaria (Fig. 7.8, c).


La figura 7.8. Maneras de conectar los devanados de un transformador trifásico

Indique la relación del número de vueltas de los devanados de una fase de la letrak que corresponde a la relación de transformación de un transformador monofásico y se puede expresar a través de la relación de los voltajes de fase:k = w 2 / w 1 ≈ U 2f / U 1f

Indica la relación de transformación de las tensiones lineales por la letra c.

¿Al conectar los devanados según el esquema en estrella? la estrella

¿Al conectar los devanados según el esquema en estrella? triángulo

c =.

¿Al conectar los devanados en un esquema de triángulo? la estrella

Por lo tanto, con el mismo número de vueltas de los devanados del transformador, es posible aumentar o disminuir 3 veces su relación de transformación seleccionando el esquema de conexión del devanado apropiado.

TRANSFORMADORES DE AUTOMÓVILES Y TRANSFORMADORES DE MEDICIÓN

El diagrama esquemático del autotransformador se muestra en la Fig. 7.9.

En un autotransformador, parte de las vueltas del devanado primario se utiliza como devanado secundario, por lo tanto, además del acoplamiento magnético, existe una conexión eléctrica entre los circuitos primario y secundario. De acuerdo con esto, la energía del circuito primario al secundario se transmite por medio de un flujo magnético, cerrado a lo largo del circuito magnético, y directamente a través de los cables. Dado que la fórmula EMF del transformador es aplicable a los devanados del autotransformador, así como a los devanados del transformador, la relación de transformación del autotransformador se expresa mediante las relaciones conocidas

k = w 2 / w l = E 2 / E l ≈ U 2 / U 1 ≈ I 1 / I 2

Debido a la conexión eléctrica de los devanados a través de la parte de las bobinas que pertenecen simultáneamente a los circuitos primarios y secundarios, se encuentran las corrientesYo 1 y yo 2 que se dirigen de forma opuesta y con una pequeña relación de transformación, difieren poco entre sí en valor. Por lo tanto, su diferencia es pequeña y sinuosa.w 2   Se puede hacer de alambre fino. Así, conk   = 0.5 - 2 se guarda una cantidad significativa de cobre. Con relaciones de transformación mayores o menores, esta ventaja del autotransformador desaparece, ya que la parte del devanado a través del cual fluye la contracorrienteYo 1 y yo 2 , disminuye a varios giros, y la diferencia de corrientes aumenta.

La conexión eléctrica de los circuitos primario y secundario aumenta el peligro en el funcionamiento del aparato, ya que durante la ruptura del aislamiento en un autotransformador reductor, el operador puede estar bajo un alto voltaje del circuito primario.

Los autotransformadores se utilizan para arrancar motores de CA de alta potencia, regulación de voltaje en redes de iluminación, y también en otros casos cuando es necesario regular el voltaje dentro de límites pequeños.

Los transformadores de medición de tensión y corriente se utilizan para encender instrumentos de medición, equipos de control automático y protección en circuitos de alta tensión. Permiten reducir el tamaño y el peso de los dispositivos de medición, aumentar la seguridad del personal y ampliar los límites de medición de los dispositivos de CA.

Los transformadores de voltaje de medición se utilizan para encender voltímetros y bobinas de voltaje de los dispositivos de medición (Fig. 7.10). Como estos devanados tienen una alta resistencia y consumen poca energía, se puede considerar que los transformadores de voltaje operan en modo inactivo.

Los transformadores de medición de corriente se utilizan para encender amperímetros y bobinas de corriente de los dispositivos de medición (Fig. 7.11). Estas bobinas tienen una resistencia muy pequeña, por lo que los transformadores de corriente funcionan prácticamente en modo de cortocircuito.

La figura 7.10. Esquema de cableado y fig. 7.11. Diagrama de cableado y

el símbolo de medida es el símbolo de medida.

transformador de corriente transformador de corriente tel
viviendo

El flujo magnético resultante en el núcleo magnético del transformador es igual a la diferencia en los flujos magnéticos generados por los devanados primarios y secundarios. En condiciones normales de funcionamiento, el transformador de corriente es pequeño. Sin embargo, cuando el devanado secundario se abre en el núcleo, solo habrá el flujo magnético del devanado primario, que excede significativamente el flujo magnético diferencial. Las pérdidas en el núcleo aumentarán dramáticamente, el transformador se sobrecalentará y fallará. Además, en los extremos del circuito secundario roto, aparece un EMF grande, peligroso para el operador. Por lo tanto, el transformador de corriente no se puede incluir en la línea sin un dispositivo de medición conectado a él. Para aumentar la seguridad del personal de mantenimiento, la carcasa del transformador de medición debe estar cuidadosamente conectada a tierra.

TRANSFORMADORES DE SOLDADURA

Los requisitos específicos se colocan en las fuentes de energía de las máquinas de soldadura: para una potencia dada, deben crear grandes corrientes en la carga, y un cambio brusco en la resistencia de la carga no debe afectar significativamente el valor de la corriente de soldadura.

Los voltajes relativamente bajos a altas corrientes proporcionan no solo una disipación de calor efectiva en el contacto de soldadura, sino también la seguridad del soldador, que generalmente trabaja entre estructuras metálicas con alta conductividad eléctrica.

De acuerdo con los requisitos considerados, los transformadores de soldadura proporcionan una caída de voltaje de 220 o 380 V a 60–70 V. Este voltaje en los terminales secundarios se establece cuando el transformador de soldadura está inactivo. En el proceso de soldadura, varía desde un valor máximo de 60 a 70 V hasta valores cercanos a cero. La resistencia del arco eléctrico que se produce durante la soldadura cambia a medida que la mano mueve la soldadora. Si la tensión en los terminales del devanado secundario del transformador se mantuviera constante, habría fluctuaciones bruscas en la corriente en el circuito y sería imposible regular la liberación de calor. Por lo tanto, el transformador de soldadura está diseñado de modo que, con una disminución brusca de la resistencia al arco, la corriente en el circuito aumenta ligeramente y el productoYo 2 r que determina la cantidad de calor se mantiene en el nivel deseado.

De acuerdo con la ley de Ohm, con una fuerte disminución de la resistencia y un ligero aumento de la corriente, la tensión a través del arco disminuye. El transformador de soldadura tiene una característica externa de inmersión abrupta.

El transformador de soldadura soporta cortocircuitos que ocurren cuando el electrodo toca la costura de soldadura. La corriente de cortocircuito, como lo muestra la característica externa, es limitada. El devanado secundario del transformador está diseñado para un flujo suficientemente largo de esta corriente.

Con una tensión de alimentación constante, solo se puede lograr una rápida disminución de la tensión de salida del transformador con un ligero aumento de la corriente aumentando la caída de tensión interna en los devanados del transformador. Para ello, aumentar la resistencia de los devanados.

Los transformadores de soldadura se fabrican con una gran resistencia inductiva ajustable de los devanados. En este caso, no es la resistencia de los cables la que aumenta, sino la resistencia inductiva de la disipación de los devanados, ya que un aumento de la resistencia conduciría a un aumento de la pérdida de energía y al sobrecalentamiento del transformador.

Para aumentar la resistencia inductiva de la dispersión de los devanados, aumentan el flujo de dispersión al introducir en el circuito magnético del transformador una varilla conductora de derivación magnética a través de la cual se cierra parte del flujo magnético principal. Al cambiar el valor del espacio de aire en la barra de derivación, puede cambiar el flujo magnético. La varilla móvil central, que realiza las funciones de una derivación magnética, se proporciona, por ejemplo, en el diseño del transformador de soldadura STAN-1 doméstico.

Aplique otras formas de cambiar la resistencia inductiva de la dispersión de los devanados. Por lo tanto, en un transformador, se incluye un estrangulador especial con un espacio de aire ajustable en el circuito del devanado secundario, y en el transformador TC-500, se cambia la distancia entre los devanados primario y secundario.