Transformador

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Transformador eléctrico , coloquialmente más a menudo solo un transformador (del lat. transformare - "transformar") - dispositivo electromagnético estático que tiene dos o más devanados acoplados inductivamente en un circuito magnético y diseñado para convertir uno o más sistemas (voltajes ) por inducción electromagnética ) corriente alterna en uno o más sistemas (voltajes) sin cambiar la frecuencia [1] [2] .

El transformador realiza conversión de voltaje CA y/o aislamiento galvánico en una amplia variedad de aplicaciones: energía eléctrica , electrónica e ingeniería de radio .

Estructuralmente, un transformador puede consistir en uno ( autotransformador ) o varios devanados de alambre o cinta aislados (bobinas) cubiertos por un flujo magnético común , enrollados, por regla general, en un circuito magnético (núcleo) hecho de material magnético blando ferromagnético .

Historia

Para crear transformadores, fue necesario estudiar las propiedades de los materiales: no metálicos, metálicos y magnéticos, para crear su teoría [3] .

En 1831, el físico inglés Michael Faraday descubrió el fenómeno de la inducción electromagnética , que subyace al funcionamiento de un transformador eléctrico, mientras realizaba investigaciones fundamentales en el campo de la electricidad. El 29 de agosto de 1831, Faraday describió en su diario un experimento en el que enrolló dos alambres de cobre de 15 y 18 cm de largo en un anillo de hierro de 15 cm de diámetro y 2 cm de espesor.Cuando se conectó un devanado de una batería de celdas galvánicas a los terminales, el galvanómetro en los terminales de los otros devanados. Como Faraday trabajaba con corriente continua, cuando se alcanzaba su valor máximo en el devanado primario, la corriente en el devanado secundario desaparecía, y para reanudar el efecto de transformación era necesario desconectar y volver a conectar la batería al devanado primario.

Una representación esquemática del futuro transformador apareció por primera vez en 1831 en las obras de M. Faraday y D. Henry . Sin embargo, ni uno ni otro notaron en su dispositivo tal propiedad del transformador como un cambio en los voltajes y corrientes , es decir, la transformación de la corriente alterna [4] .

En 1848, el mecánico alemán G. Rumkorf inventó una bobina de inducción especialmente diseñada . Ella fue el prototipo del transformador [3] .

Alexander Grigoryevich Stoletov (Profesor de la Universidad de Moscú) dio los primeros pasos en esta dirección. Descubrió el ciclo de histéresis y la estructura de dominio de un ferromagneto (1872).

El 30 de noviembre de 1876 , fecha de recepción de la patente por Pavel Nikolaevich Yablochkov [5] , se considera la fecha de nacimiento del primer transformador de corriente alterna. Era un transformador con un núcleo abierto, que era una varilla en la que se enrollaban los devanados.

Los primeros transformadores de núcleo cerrado fueron creados en Inglaterra en 1884 por los hermanos John y Edward Hopkinson [4] .

En 1885, los ingenieros húngaros de Ganz & Co. Otto Blaty, Karoly Zypernowski y Miksha Deri inventaron un transformador de circuito cerrado, que desempeñó un papel importante en el desarrollo posterior de los diseños de transformadores.

Los hermanos Hopkinson desarrollaron la teoría de los circuitos electromagnéticos [3] . En 1886 aprendieron a calcular circuitos magnéticos.

Upton, un empleado de Edison , propuso hacer los núcleos en pilas, a partir de hojas separadas, para reducir las pérdidas por corrientes de Foucault .

La introducción del enfriamiento por aceite (finales de la década de 1880, D. Swinburne) desempeñó un papel importante en la mejora de la confiabilidad de los transformadores . Swinburn colocó transformadores en recipientes cerámicos llenos de aceite , lo que aumentó significativamente la confiabilidad del aislamiento del devanado [6] .

Con la invención del transformador, hubo un interés técnico por la corriente alterna. El ingeniero eléctrico ruso Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky en 1889 propuso un sistema de corriente alterna trifásico con tres hilos (un sistema de corriente alterna trifásico con seis hilos fue inventado por Nikola Tesla , patente estadounidense No., construyó el primer trifásico motor asíncrono con devanado de jaula de ardilla en jaula de ardilla y devanado trifásico en el rotor (motor asíncrono trifásico inventado por Nikola Tesla, número de patente de EE. UU. con tres varillas del circuito magnético ubicadas en el mismo plano. En la exhibición eléctrica en Frankfurt am Main en 1891, Dolivo-Dobrovolsky demostró una transmisión de energía de alto voltaje trifásica experimental con una longitud de 175 km. El generador trifásico tenía una potencia de 230 kW a una tensión de 95 kV.

1928 puede considerarse el comienzo de la producción de transformadores de potencia en la URSS , cuando la Planta de Transformadores de Moscú (luego Planta Eléctrica de Moscú ) comenzó a operar [7] .

A principios del siglo XX, el investigador metalúrgico inglés Robert Hadfield realizó una serie de experimentos para determinar el efecto de los aditivos en las propiedades del hierro. Solo unos años más tarde logró suministrar a los clientes la primera tonelada de acero para transformadores con aditivos de silicio [8] .

El siguiente salto importante en la tecnología de núcleos se realizó a principios de la década de 1930, cuando el metalúrgico estadounidense Norman P. Gross descubrió que, bajo el efecto combinado de laminación y calentamiento, el acero al silicio había mejorado las propiedades magnéticas a lo largo de la dirección de laminación: la saturación magnética aumentó en 50 % , las pérdidas por histéresis se redujeron 4 veces y la permeabilidad magnética aumentó 5 veces [8] .

Principios básicos de funcionamiento

El funcionamiento de un transformador se basa en dos principios básicos:

Una corriente eléctrica variable en el tiempo crea un campo magnético variable en el tiempo ( electromagnetismo ).
Un cambio en el flujo magnético que pasa a través de un devanado crea una FEM en ese devanado ( inducción electromagnética ).

Uno de los devanados, llamado devanado primario , recibe energía de una fuente externa. La corriente magnetizante alterna que fluye a través del devanado primario crea un flujo magnético alterno en el circuito magnético. Como resultado de la inducción electromagnética, un flujo magnético alterno en el circuito magnético crea en todos los devanados, incluido el primario, una FEM de inducción proporcional a la primera derivada del flujo magnético, con una corriente sinusoidal desplazada 90 ° en la dirección opuesta. con respecto al flujo magnético.

En algunos transformadores que funcionan a frecuencias altas o ultra altas , el circuito magnético puede estar ausente.

La forma de voltaje en el devanado secundario está relacionada con la forma de voltaje en el devanado primario de una manera bastante complicada. Debido a esta complejidad, fue posible crear una serie de transformadores especiales que pueden servir como amplificadores de corriente, multiplicadores de frecuencia, generadores de señales, etc.

La excepción es el transformador de potencia . En el caso del transformador AC clásico propuesto por P. Yablochkov, convierte la sinusoide de la tensión de entrada en la misma tensión sinusoidal a la salida del devanado secundario.

Ley de Faraday

La FEM generada en el devanado secundario se puede calcular a partir de la ley de Faraday, que establece:

U_{2}=-N_{2}{\frac {d\Phi}{dt}}~,

dónde:

tu_{2}

- tensión en el devanado secundario;

N_2

- número de vueltas en el devanado secundario;

\Fi

- flujo magnético total , a través de una vuelta del devanado.

Si las vueltas del devanado son perpendiculares a las líneas del campo magnético, entonces el flujo será proporcional al campo magnético y al área por la que pasa. $B$ $S$

La fem creada en el devanado primario es respectivamente igual a:

U_{1}=-N_{1}{\frac {d\Phi}{dt}}~,

dónde:

tu_{1}

- valor instantáneo de la tensión en los extremos del devanado primario;

N_1

es el número de vueltas en el devanado primario.

Dividiendo la ecuación por , obtenemos la relación [9] : $tu_{2}$ $tu_{1}$

{\frac {U_{2}}{U_{1}}}={\frac {N_{2}}{N_{1}}}~.

Ecuaciones de transformadores ideales

Un transformador ideal es un transformador que no tiene pérdidas de energía debido a la histéresis, las corrientes de Foucault y los flujos de fuga de los devanados [10] . En un transformador ideal, todas las líneas de fuerza pasan por todas las vueltas de ambos devanados y, dado que el campo magnético cambiante genera la misma FEM en cada vuelta, la FEM total inducida en el devanado es proporcional al número total de vueltas. Tal transformador transforma toda la energía entrante del circuito primario en un campo magnético y luego en la energía del circuito secundario. En este caso, la energía entrante es igual a la energía convertida:

P_{1}=I_{1}\cdot U_{1}=P_{2}=I_{2}\cdot U_{2}~,

dónde:

P_1

- el valor instantáneo de la potencia suministrada al transformador, que se produce en el circuito primario;

P_2

- el valor instantáneo de la potencia convertida por el transformador que entra en el circuito secundario.

Combinando esta ecuación con la relación de voltajes en los extremos de los devanados, obtenemos la ecuación para un transformador ideal:

{\frac {U_{2}}{U_{1}}}={\frac {N_{2}}{N_{1}}}={\frac {I_{1}}{I_{2 }}}=n~,

[once]

donde es la relación de transformación . $norte$

Así, al aumentar el voltaje en los extremos del devanado secundario , la corriente del circuito secundario disminuye . $tu_{2}$ $yo_{2}$

Para convertir la resistencia de un circuito a la resistencia de otro, debe multiplicar el valor por el cuadrado de la relación [12] . Por ejemplo, si la resistencia está conectada a los extremos del devanado secundario, su valor reducido al circuito primario será . Esta regla también se aplica al circuito primario: $Z_{2}$ $Z'_{2}=Z_{2}\!\left(\!{\tfrac {N_{1}}{N_{2}}}\!\right)^{2}$ $Z'_{1}=Z_{1}\!\left(\!{\tfrac {N_{2}}{N_{1}}}\!\right)^{2}~,$

Formalmente, un transformador ideal se describe utilizando el modelo de cuatro terminales .

Modelo de transformador real

Por simplicidad, el modelo de un transformador ideal no tiene en cuenta algunos fenómenos que se observan en la práctica y que no siempre se pueden despreciar:

Presencia de corriente sin carga distinta de cero

En el caso general, para un sistema magnetoeléctrico, que también es un transformador real, la circulación del vector de intensidad de campo magnético a lo largo del circuito es igual a la corriente total dentro del circuito. $L$

Matemáticamente, este fenómeno se describe utilizando la ecuación de corriente total . En el sistema SI, se verá así:

\oint {\vec {H}}\cdot d{\vec {l}}=\int {\vec {j}}\cdot d{\vec {s}}+{\frac {\parcial} {\t parcial}}\int {\vec {D}}\cdot d{\vec {s}}~,

dónde:

{\ vec {H}}

es el vector de intensidad del campo magnético, [A/m];

d{\ vec {l}}

— sección elemental del contorno de integración (valor vectorial), [m];

\int {\vec j}\cdot d{\vec {s}}

es la corriente total cubierta por el circuito de integración;

{\frac {\parcial }{\parcial t))\int {\vec {D))\cdot d{\vec {s))

- Corrientes transitorias que surgen en el transformador.

Aplicada a un transformador de dos devanados que opera bajo carga, la ley de corriente total se puede escribir en forma simplificada como:

H\cdot L=I_{1}\cdot W_{1}+I_{2}\cdot W_{2}~,

dónde:

H

- la intensidad del campo magnético en el circuito magnético (supuestamente constante);

L

- la longitud de la línea central del circuito magnético;

Yo_{1}\cdot W_{1}

- fuerza magnetomotriz (en adelante MMF) del devanado primario;

Yo_{2}\cdot W_{2}

- MDS del devanado secundario;

yo_{1},yo_{2}

- corrientes que fluyen a través de los devanados;

W_{1},W_{2}

es el número de vueltas en los devanados.

Para ralentí, es decir, cuando obtenemos , de dónde y luego de cuándo obtenemos la relación para un transformador de corriente ideal: $yo_{2}=0$ $H\cdot L=I_{1}\cdot W_{1}$ ${\displaystyle \textstyle I_{xx}={\frac {H\cdot L}{W_{1))))$ ${\displaystyle \textstyle I_{xx}=I_{1}+{\frac {I_{2}\cdot W_{2}}{W_{1))))$ $yo_{{xx}}=0$ ${\frac {I_{1}}{I_{2}}}=-{\frac {W_{2}}{W_{1}}}~.$

En algunos casos, es obligatorio tener en cuenta la corriente sin carga:

Encendido del transformador bajo tensión. En este caso, se observarán ráfagas de corriente de corta duración en el devanado primario del transformador, alcanzando un valor (en el pico) varias veces mayor que la corriente primaria nominal. La altura de los picos depende de la carga, el momento de encendido (el valor más grande cuando se enciende un transformador descargado, en el momento en que el valor instantáneo de la tensión de red es cero), la potencia y los parámetros estructurales del transformador. . El fenómeno de las sobretensiones de la corriente primaria se tiene en cuenta al calcular la protección actual del transformador, la elección del equipo de conmutación, las líneas de suministro, etc.
La presencia de corriente sin carga conduce al hecho de que las corrientes en los devanados primario y secundario no se desplazan entre sí en 180 °. La diferencia entre los ángulos real e ideal de desplazamiento mutuo se denomina "ángulo de error" . Además, la relación de módulos de corrientes no será . La diferencia entre la relación real de las corrientes y la relación ideal se denomina "error de magnitud". Los errores de ángulo y magnitud se tienen en cuenta en forma de racionamiento por clases de precisión en la fabricación de transformadores de corriente (especialmente en circuitos de medida de electricidad). Para transformadores de corriente destinados a protección, se introduce el valor del error total (obtenido como la diferencia entre los vectores de corriente primaria y secundaria), teniendo en cuenta los errores tanto en magnitud como en ángulo - para el correcto funcionamiento de la protección se debe ser no más del 10% (a la máxima corriente de cortocircuito posible). $\delta$ ${\ estilo de visualización \ estilo de texto {\ frac {W_ {2}} {W_ {1}}}}$

La presencia de capacitancias entre bobinados, entre capas y entre vueltas

La presencia de conductores separados por un dieléctrico conduce a capacitancias parásitas entre devanados, capas y espiras. El modelado de este fenómeno se lleva a cabo mediante la introducción de los llamados. tanques longitudinales y transversales. Los transversales incluyen capacidades de intercapa y entrebobinado. A longitudinal - interturn e intercoil. La interferencia de alta frecuencia puede penetrar a través de las capacitancias desde el devanado primario al secundario, lo cual no es deseable para algunas aplicaciones de transformadores (eliminado por un blindaje conectado a tierra entre devanados). Estas capacidades equivalentes sólo pueden considerarse concentradas en primera aproximación; de hecho, estas cantidades están distribuidas . Las inductancias de fuga también se distribuyen. En funcionamiento normal, el voltaje se distribuye uniformemente sobre los devanados, variando linealmente en vueltas y capas (para devanados conectados a tierra, desde el valor de fase hasta cero). Con varios procesos transitorios asociados con un cambio brusco en el voltaje en el devanado, comienzan los procesos de onda debido a las capacitancias distribuidas. Esto es especialmente pronunciado para rayos y sobretensiones de maniobra con un borde de ataque muy pronunciado (del orden de varios microsegundos para impulsos de rayo y varias decenas de microsegundos para impulsos de maniobra), dicha interferencia tiene un espectro con armónicos de alta frecuencia de gran amplitud. En este caso, la distribución de voltaje en el momento inicial a lo largo de los devanados se vuelve extremadamente desigual y la mayor parte del voltaje cae en las vueltas y capas ubicadas más cerca de los terminales de fase, estas partes del devanado tienen mayor riesgo de ruptura. que deben tenerse en cuenta en el diseño de transformadores (principalmente transformadores de potencia de alta tensión). Además, la presencia de capacitancias e inductancias distribuidas (longitudinales y transversales) conduce a la creación de circuitos oscilatorios parásitos en el transformador y, con pulsos de tensión que penetran en el devanado del transformador, se produce un proceso oscilatorio amortiguado de alta frecuencia (en el período inicial, el voltaje se aplicará a las vueltas iniciales del devanado, luego se invierte la distribución en el devanado y la mayor parte ya se aplica a las vueltas finales, etc.). Este efecto también debe tenerse en cuenta para algunos diseños de transformadores [13] .

Además, los parámetros reactivos de los devanados, así como las propiedades de frecuencia del núcleo de un transformador real, determinan el rango de sus frecuencias de operación, en el cual la relación de transformación , el cambio de fase y la forma del voltaje de salida no dependen mucho de frecuencia (importante para transformadores de aislamiento y adaptación en circuitos de señal).

Presencia de una curva de magnetización no lineal

La mayoría de los transformadores utilizan núcleos ferromagnéticos para aumentar la FEM inducida en los devanados secundarios. Los ferroimanes tienen una característica de magnetización extremadamente no lineal con saturación y ambigüedad (histéresis), que determina la naturaleza de los voltajes y corrientes en el transformador: con una saturación profunda del transformador, la corriente primaria aumenta bruscamente, su forma se vuelve no sinusoidal: En él aparecen componentes del tercer armónico. La inductancia no lineal (asociada a la presencia de una curva de magnetización no lineal) en combinación con una carga capacitiva externa (transformador y capacitancia de red) puede crear un modo ferroresonante con peligro de falla del transformador ( los transformadores de tensión son especialmente sensibles a esto ) . La histéresis provoca pérdidas adicionales en el núcleo y magnetización residual. Las pérdidas por calentamiento en el núcleo se producen por el efecto de las corrientes de Foucault , para reducirlas es necesario producir circuitos magnéticos formados por placas (mezcla) y utilizar ferroimanes de alta resistividad (acero transformador al silicio, ferritas).

Modos de funcionamiento del transformador

Modo inactivo . Este modo se caracteriza por un circuito secundario de transformador abierto, como resultado de lo cual no fluye corriente en él. Una corriente inactiva fluye a través del devanado primario, cuyo componente principal es la corriente de magnetización reactiva. Con la ayuda de la experiencia sin carga, es posible determinar la eficiencia del transformador, la relación de transformación , así como las pérdidas en el núcleo (las llamadas "pérdidas de acero").
modo de carga . Este modo se caracteriza por la operación de un transformador con una fuente conectada en el primario y una carga en el circuito secundario del transformador. La corriente de carga fluye en el devanado secundario y la corriente fluye en el primario, lo que se puede representar como la suma de la corriente de carga (calculada a partir de la relación entre el número de vueltas de los devanados y la corriente secundaria) y la corriente nominal. corriente de carga Este modo es el principal modo de funcionamiento del transformador.
Modo de cortocircuito . Este modo se obtiene cortocircuitando el circuito secundario. Este es un tipo de modo de carga en el que la resistencia del devanado secundario es la única carga. Con la ayuda de una prueba de cortocircuito, es posible determinar las pérdidas de calor de los devanados en el circuito del transformador ("pérdidas de cobre"). Este fenómeno se tiene en cuenta en el circuito equivalente de un transformador real utilizando resistencia activa.
En el modo de convertidor flyback de un solo extremo , el devanado primario del transformador se utiliza como inductor para el almacenamiento de energía | energía en el primer ciclo (carrera de avance) de la conversión, lo que distingue este modo del modo inactivo. Al conectar el devanado primario a través de una llave electrónica a una fuente de voltaje constante, la corriente a través del devanado primario aumenta de manera aproximadamente lineal y el transformador almacena energía en un campo magnético. En este ciclo, no fluye corriente a través del devanado secundario, ya que un diodo está conectado en serie con la carga del devanado. Después de alcanzar un cierto valor de corriente en el devanado primario, el devanado primario se desconecta de la fuente de voltaje mediante una llave electrónica, la corriente a través de él se detiene y aparece un pulso EMF de autoinducción con polaridad opuesta en el devanado secundario, el diodo se abre, y la corriente del devanado secundario se suministra a la carga, emitiendo el núcleo del transformador de energía almacenado en el campo magnético. Además, el proceso descrito se repite periódicamente. Las ventajas de usar un transformador en este circuito en comparación con un inductor: existe un aislamiento galvánico de los circuitos primario y secundario, es posible una transformación de corriente simple con diferentes números de vueltas de los devanados primario y secundario, y el uso de diferentes secciones de conductores de bobinado.

Modo inactivo

Cuando la corriente secundaria es igual a cero (ralentí), la FEM de inducción en el devanado primario compensa casi por completo el voltaje de la fuente de alimentación, por lo que la corriente que fluye a través del devanado primario es igual a la corriente magnetizante alterna, no hay carga. corrientes Para un transformador con un núcleo hecho de material magnéticamente blando (material ferromagnético, acero del transformador), la corriente sin carga caracteriza la cantidad de pérdidas en el núcleo (por corrientes de Foucault y por histéresis) y la potencia reactiva de la inversión de magnetización del circuito magnético La pérdida de potencia se puede calcular multiplicando el componente activo de la corriente sin carga por el voltaje suministrado al transformador.

Para un transformador sin núcleo ferromagnético, no hay pérdidas por remagnetización y la corriente sin carga está determinada por la resistencia de la inductancia del devanado primario, que es proporcional a la frecuencia de la corriente alterna y la magnitud de la inductancia.

El diagrama vectorial de voltajes y corrientes en el transformador en reposo con la inclusión consonante de los devanados se muestra [14] en la Fig. 1.8 b.

El voltaje en el devanado secundario está, como primera aproximación, determinado por la ley de Faraday .

Este modo se utiliza para medir transformadores de tensión .

Modo de cortocircuito

En el modo de cortocircuito, se aplica un pequeño voltaje alterno al devanado primario del transformador, los cables del devanado secundario se cortocircuitan. El voltaje de entrada se establece de modo que la corriente de cortocircuito sea igual a la corriente nominal (calculada) del transformador. En tales condiciones, el valor de la tensión de cortocircuito caracteriza las pérdidas en los devanados del transformador, las pérdidas en la resistencia óhmica. La tensión de cortocircuito (determinada como % de la tensión nominal) obtenida de la prueba de cortocircuito es uno de los parámetros importantes de un transformador. La pérdida de potencia se puede calcular multiplicando la tensión de cortocircuito por la corriente de cortocircuito . ${\ Displaystyle U_ {kz}}$ ${\ Displaystyle I_ {kz}}$

Este modo es ampliamente utilizado en la medición de transformadores de corriente .

Modo de carga

Cuando se conecta una carga al devanado secundario, surge una corriente de carga en el circuito secundario, que crea un flujo magnético en el circuito magnético, en dirección opuesta al flujo magnético creado por el devanado primario. Como resultado, la igualdad de la EMF de inducción y la EMF de la fuente de alimentación se viola en el circuito primario, lo que conduce a un aumento de la corriente en el devanado primario hasta que el flujo magnético alcanza casi el mismo valor.

Esquemáticamente, el proceso de transformación se puede representar de la siguiente manera:

U_{1}\to I_{1}\to I_{1}\cdot N_{1}\to \Phi \varepsilon _{2}\to I_{2}~.

El flujo magnético instantáneo en el circuito magnético del transformador está determinado por la integral temporal del valor instantáneo de la FEM en el devanado primario y, en el caso de un voltaje sinusoidal, está desfasado 90 ° con respecto a la FEM. La FEM inducida en los devanados secundarios es proporcional a la primera derivada del flujo magnético y para cualquier forma de corriente coincide en fase y forma con la FEM en el devanado primario.

El diagrama vectorial de voltajes y corrientes en un transformador con una carga con una inclusión consonante de devanados se muestra [14] en la Fig. 1.6 c.

La teoría de los transformadores

Ecuaciones de transformadores de línea

Sea , - valores instantáneos de la corriente en los devanados primario y secundario, respectivamente, - voltaje instantáneo en el devanado primario, - resistencia de carga. Después: $i_1$ $i_2$ $tu_{1}$ $RH}$

u_{1}=L_{1}{di_{1} \sobre dt}+L_{12}{di_{2} \sobre dt}+i_{1}R_{1}~,

L_{2}{di_{2} \sobre dt}+L_{12}{di_{1} \sobre dt}+i_{2}R_{2}=-i_{2}R_{H}~ ,

aquí:

L_{1}

, - inductancia y resistencia activa del devanado primario;

R_{1}

L_{2}

, - lo mismo para el devanado secundario;

R_{2}

L_{{12}}

es la inductancia mutua de los devanados.

Si el flujo magnético del devanado primario penetra completamente en el secundario, es decir, si no hay campo de dispersión, entonces . La inductancia de los devanados en primera aproximación es proporcional al cuadrado del número de vueltas en ellos. ${\displaystyle L_{12}={\sqrt {L_{1}L_{2))))$

Se obtiene un sistema de ecuaciones diferenciales lineales para corrientes en devanados. Es posible convertir estas ecuaciones diferenciales en ecuaciones algebraicas ordinarias usando el método de amplitudes complejas . Para ello, considere la respuesta del sistema a una señal sinusoidal ( , donde es la frecuencia de la señal, es la unidad imaginaria ). $u_{1}=U_{1}e^{{-j\omega t}}$ $\omega =2\pi f$ $F$ $j$

Entonces , etc., reduciendo los factores exponenciales, obtenemos: $i_{1}=I_{1}e^{{-j\omega t}}$

{\begin{matriz}U_{1}=-j\omega L_{1}I_{1}-j\omega L_{12}I_{2}+I_{1}R_{1}~,\ \-j\omega L_{2}I_{2}-j\omega L_{12}I_{1}+I_{2}R_{2}=-I_{2}Z_{H}~.\end{matriz }}

El método de amplitudes complejas le permite explorar no solo una carga puramente activa, sino también arbitraria, mientras que es suficiente reemplazar la resistencia de la carga con su impedancia . A partir de las ecuaciones lineales resultantes, puede expresar fácilmente la corriente a través de la carga, usando la ley de Ohm : el voltaje a través de la carga, etc. $RH}$ $Z H}$

Circuito equivalente de transformador en forma de T

Aquí está la relación de transformación , es la inductancia “útil” del devanado primario , son las inductancias de fuga de los devanados primario y secundario , son las resistencias activas de los devanados primario y secundario, respectivamente, es la impedancia de carga. $T$ $L_{{12}}$ $L_{{1n}}$ $L_{{2n}}$ $R_{{1n}}$ $R_{{2n}}$ $Z_{n}$

Pérdidas en transformadores

Pérdida de núcleo

El grado de pérdidas (y reducción de la eficiencia ) en un transformador depende principalmente de la calidad, el diseño y el material del "hierro del transformador" ( acero eléctrico ). Las pérdidas de hierro consisten principalmente en el calentamiento del núcleo, la histéresis y las pérdidas por corrientes de Foucault . Las pérdidas en un transformador donde el "hierro" es monolítico son mucho mayores que en un transformador donde se compone de muchas secciones (ya que la cantidad de corrientes de Foucault se reduce en este caso). En la práctica, no se utilizan núcleos de acero monolíticos. Para reducir las pérdidas en el circuito magnético del transformador, el circuito magnético puede estar hecho de calidades especiales de acero para transformadores con la adición de silicio, lo que aumenta la resistencia específica del hierro a la corriente eléctrica, y las placas mismas están barnizadas para aislarse entre sí. otro.

Pérdidas de devanado

Además de las "pérdidas de hierro", hay "pérdidas de cobre" en el transformador, debido a la resistencia activa distinta de cero de los devanados (que a menudo no puede despreciarse , porque requiere un aumento en la sección transversal del cable, lo que lleva a un aumento de las dimensiones necesarias del núcleo). Las "pérdidas de cobre" conducen al calentamiento de los devanados cuando funcionan bajo carga y a una violación de la relación entre el número de vueltas y el voltaje de los devanados, lo cual es cierto para un transformador ideal:

{\frac {U_{2}}{U_{1}}}={\frac {N_{2}}{N_{1}}}~.

Potencia total

La potencia total del transformador se describe mediante la siguiente fórmula:

P_{gab}={\frac {P_{1}+P_{2}}{2}}={\frac {U_{1}I_{1}+U_{2}I_{2}}{ 2}}~,

$_{una}$ - devanado primario;
$_2$ - devanado secundario.

La potencia general, como su nombre lo indica, está determinada por las dimensiones del núcleo y el material, sus propiedades magnéticas y de frecuencia.

Eficiencia del transformador

La eficiencia de un transformador se encuentra mediante la siguiente fórmula:

\eta ={\frac {1}{1+{\frac {P_{0}+P_{L}\cdot n^{2}}{P_{2}\cdot n))))~,

dónde:

P_0

- pérdidas sin carga a tensión nominal;

P_{L}

- pérdidas de carga a corriente nominal;

P_2

- potencia activa suministrada a la carga;

norte

— grado relativo de carga (factor de carga). A corriente nominal .

n=1

Construcción

Las partes principales del diseño del transformador son:

núcleo magnético;
bobinados;
marco para devanados;
aislamiento ;
sistema de refrigeración;
otros elementos (para montaje, acceso a terminales de devanados, protección de transformadores, etc.).

Al diseñar un transformador, un fabricante elige entre tres conceptos básicos diferentes:

Varilla;
Blindado;
Toroidal.

Ninguno de estos conceptos afecta el rendimiento o la capacidad de servicio del transformador, pero existen diferencias significativas en su proceso de fabricación. Cada fabricante elige el concepto que considera más conveniente en términos de fabricación, y se esfuerza por aplicar este concepto a lo largo de todo el volumen de producción.

Mientras que los devanados de tipo varilla encierran un núcleo, un núcleo de tipo blindado encierra devanados. Si observa el componente activo (es decir, el núcleo con devanados) del tipo de varilla, los devanados son claramente visibles, pero ocultan detrás de ellos las varillas del sistema magnético del núcleo; solo se ven los yugos superior e inferior del núcleo. . En un diseño blindado, por el contrario, el núcleo oculta la parte principal de los devanados.

Sistema magnético (núcleo magnético)

El sistema magnético (circuito magnético ) del transformador está hecho de acero eléctrico , permalloy , ferrita u otro material ferromagnético en una determinada forma geométrica. Diseñado para localizar en él el campo magnético principal del transformador.

El circuito magnético, según el material y el diseño, se puede ensamblar a partir de placas, presionar, enrollar desde una cinta delgada, ensamblar a partir de 2, 4 o más "herraduras". Un sistema magnético completamente ensamblado, junto con todos los nodos y partes que sirven para sujetar partes individuales en una sola estructura, se denomina núcleo de transformador .

La parte del sistema magnético sobre la que se encuentran los devanados principales del transformador se denomina varilla .
La parte del sistema magnético del transformador que no lleva los devanados principales y sirve para cerrar el circuito magnético se denomina yugo [1] .

Dependiendo de la disposición espacial de las varillas, hay:

Sistema magnético plano : un sistema magnético en el que los ejes longitudinales de todas las varillas y yugos están ubicados en el mismo plano.
Sistema magnético espacial : un sistema magnético en el que los ejes longitudinales de las varillas o yugos, o varillas y yugos están ubicados en diferentes planos.
Sistema magnético simétrico : un sistema magnético en el que todas las varillas tienen la misma forma, diseño y dimensiones, y la posición relativa de cualquier varilla con respecto a todos los yugos es la misma para todas las varillas.
Sistema magnético asimétrico : un sistema magnético en el que las varillas individuales pueden diferir de otras varillas en forma, diseño o tamaño, o la posición relativa de cualquier varilla en relación con otras varillas o yugos puede diferir de la ubicación de cualquier otra varilla.

Núcleo magnético de cinta toroidal y transformador basado en él.
Placa de armadura
Cinta de varilla y toroidal

Circuito magnético con un hueco

La gran mayoría de los transformadores tienen un circuito magnético cerrado (las líneas de campo magnético están cerradas a través del material del núcleo en una alta permeabilidad magnética ). Esto le permite lograr la máxima inductancia mutua de los devanados para un tamaño determinado y reducir las corrientes reactivas no deseadas a través del transformador.

Sin embargo, en algunas aplicaciones, las corrientes reactivas a través del transformador son útiles y se hace necesario reducir la inductancia de los devanados. Una aplicación típica son los convertidores de conmutación de un solo extremo , en los que el transformador se utiliza como inductor de almacenamiento de energía y los devanados primario y secundario se utilizan alternativamente. En este caso, una inductancia demasiado alta es perjudicial cuando se opera a alta frecuencia.

El uso de un entrehierro en el circuito magnético tiene las siguientes consecuencias:

La permeabilidad magnética del espacio, por regla general, es de órdenes de magnitud inferior a la permeabilidad magnética del núcleo magnético . En este sentido, incluso un espacio de ancho relativamente pequeño puede aumentar significativamente la resistencia magnética del circuito, reducir proporcionalmente la inductancia de los devanados y, de acuerdo con la fórmula de densidad de energía magnética , aumentar la cantidad de energía magnética almacenada con el mismo valor de inducción magnética . Al mismo tiempo, el ancho relativamente pequeño del espacio aumenta solo de forma limitada la fuga del flujo magnético fuera del sistema magnético. $\mu$ $\textstyle w={\frac {B^{2}}{2\mu _{0}\mu }}$ $B$
Ceteris paribus, la introducción de un hueco en el circuito magnético tiene poco efecto sobre la magnitud del flujo magnético límite en el que se produce la saturación del circuito magnético, ya que depende principalmente del área de la sección transversal y del material del circuito magnético. Por la misma razón, la brecha tiene poco efecto sobre la característica del transformador , que está directamente relacionada y caracteriza la duración máxima permitida del pulso transmitido en la amplitud del pulso de voltaje . ${\ estilo de visualización \ Phi _ {max}}$ ${\ estilo de visualización \ Phi _ {max}}$ ${U}\cdot {T}$ ${\ estilo de visualización \ Phi _ {max}}$ $T$ $tu$
Según la fórmula , con el mismo valor de corriente a través del devanado del transformador, y con el mismo número de vueltas en el devanado , pero con un valor menor de la inductancia del devanado , el flujo magnético creado por la corriente a través del devanado disminuye . Debido a esto, el circuito magnético del transformador se satura a valores más altos de corriente a través del devanado , lo que es especialmente importante si la corriente tiene una componente constante . ${\ estilo de visualización \ estilo de visualización \ Psi = N \ Phi = LI}$ $yo$ $norte$ $L$ $\Fi$
Según la fórmula , para la misma cantidad de flujo magnético , la energía almacenada en la inductancia aumenta inversamente con la inductancia . Esto se debe al hecho de que al mismo valor de voltaje en el devanado , la corriente a través del devanado aumenta más rápido y alcanza valores mayores, lo que también aumenta la potencia transmitida, que es proporcional a . $\textstyle W={\frac {LI^{2}}{2}}={\frac {\Psi ^{2}}{2L}}={\frac {(N\Phi )^{2 }}{2L}}$ $\Fi$ $W$ $L$ $tu$ $yo$ $U\cdot {I}$
El aumento de la corriente reactiva contribuye al aumento de las pérdidas óhmicas .

Devanados

El elemento principal del devanado es una bobina : un conductor eléctrico o una serie de tales conductores conectados en paralelo (núcleo trenzado), una vez que envuelve una parte del sistema magnético del transformador, cuya corriente eléctrica, junto con las corrientes de otros tales conductores y otras partes del transformador, crea un campo magnético del transformador y en el que, bajo la acción de este campo magnético, se induce una fuerza electromotriz.

Devanado : un conjunto de vueltas que forman un circuito eléctrico en el que se suma la FEM inducida en las vueltas. En un transformador trifásico, un devanado generalmente significa un conjunto de devanados del mismo voltaje de tres fases conectados entre sí.

La sección transversal del conductor del devanado en los transformadores de potencia suele tener forma cuadrada para hacer el uso más eficiente del espacio disponible (para aumentar el factor de relleno en la ventana del núcleo). Con un aumento en el área de la sección transversal del conductor, se puede dividir en dos o más elementos conductores paralelos para reducir las pérdidas por corrientes de Foucault en el devanado y facilitar el funcionamiento del devanado. Un elemento conductor de forma cuadrada se llama residencial.

Cada núcleo está aislado con bobinado de papel o laca de esmalte. Dos núcleos aislados individualmente y conectados en paralelo a veces pueden tener un aislamiento de papel común. Dos de estos núcleos aislados en un aislamiento de papel común se denominan cable.

Un tipo especial de conductor de bobinado es un cable transpuesto continuamente. Este cable consta de torones aislados con dos capas de laca de esmalte, ubicadas axialmente entre sí, como se muestra en la figura. Un cable transpuesto de forma continua se obtiene moviendo el hilo exterior de una capa a la siguiente con un paso constante y aplicando un aislamiento exterior común [15] .

El bobinado de papel del cable está hecho de tiras de papel delgadas (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 requerido.

Los devanados se dividen según:

Cita
- Los principales son los devanados del transformador, a los que se suministra la energía de la corriente alterna convertida o de los que se extrae la energía de la corriente alterna convertida.
- Regulación : con una corriente de devanado baja y un rango de regulación no demasiado amplio, se pueden proporcionar tomas en el devanado para regular la relación de transformación de voltaje.
- Auxiliar : devanados diseñados, por ejemplo, para alimentar la red auxiliar con una potencia significativamente menor que la potencia nominal del transformador, para compensar el campo magnético del tercer armónico, para polarizar el sistema magnético con corriente continua, etc.
Ejecución
- Devanado ordinario : las vueltas del devanado se ubican en la dirección axial a lo largo de toda la longitud del devanado. Las vueltas subsiguientes se enrollan estrechamente entre sí, sin dejar espacio intermedio.
- Devanado helicoidal : un devanado helicoidal puede ser una variante de un devanado multicapa con distancias entre cada vuelta o recorrido del devanado.
- Devanado de disco : un devanado de disco consta de una serie de discos conectados en serie. En cada disco, las bobinas se enrollan radialmente en un patrón helicoidal hacia adentro y hacia afuera en discos adyacentes.
- Devanado de lámina: los devanados de lámina están hechos de una lámina ancha de cobre o aluminio con un espesor de décimas de milímetro a varios milímetros.

Esquemas y grupos para conectar los devanados de transformadores trifásicos

Hay tres formas principales de conectar los devanados de fase de cada lado de un transformador trifásico:

$Y$ -conexión ("estrella"), donde cada devanado está conectado por un extremo a un punto común, llamado neutro. Hay una "estrella" con conclusión a partir de un punto común (designación o ) y sin ella ( ); $Y_{0}$ $Y_{n}$ $Y$
$\Delta$ - conexión ("triángulo"), donde los devanados trifásicos están conectados en serie;
$Z$ conexión ("zigzag"). Con este método de conexión, cada devanado de fase consta de dos partes idénticas colocadas en varillas diferentes del circuito magnético y conectadas en serie, opuestas. Los devanados trifásicos resultantes se conectan en un punto común, similar a una "estrella". Por lo general, se usa un "zigzag" con una rama desde un punto común ( ). $Z_0$

Tanto el devanado primario como el secundario del transformador se pueden conectar en cualquiera de las tres formas que se muestran arriba, en cualquier combinación. El método específico y la combinación están determinados por el propósito del transformador.

$Y$ - la conexión se utiliza generalmente para devanados de alta tensión. Esto se debe a muchas razones:

los devanados de un autotransformador trifásico solo se pueden conectar en una "estrella";
cuando en lugar de un transformador trifásico de gran potencia, se utilicen tres autotransformadores monofásicos para conectarlos de otra forma;
cuando el devanado secundario del transformador alimenta la línea de alta tensión, la presencia de un neutro puesto a tierra reduce las sobretensiones durante la caída de un rayo. Sin puesta a tierra del neutro, es imposible operar la protección diferencial de la línea, en cuanto a fugas a tierra. En este caso, los devanados primarios de todos los transformadores receptores en esta línea no deben tener un neutro puesto a tierra;
el diseño de los reguladores de voltaje (interruptores de toma) se simplifica enormemente. La colocación de derivaciones de bobinado desde el extremo "neutro" garantiza el número mínimo de grupos de contactos. Se reducen los requisitos de aislamiento del interruptor, ya que opera a una tensión mínima relativa a tierra;
este compuesto es el más avanzado tecnológicamente y el menos intensivo en metales.

La conexión delta se utiliza en transformadores en los que un devanado ya está conectado en estrella, especialmente con el terminal neutro.

El funcionamiento de los transformadores todavía difundidos con el esquema Y / Y 0 se justifica si la carga en sus fases es la misma (motor trifásico, horno eléctrico trifásico, alumbrado público estrictamente calculado, etc.). asimétrico (doméstico y otros monofásicos), entonces el flujo magnético en el núcleo se desequilibra y el flujo magnético no compensado (el llamado "flujo de secuencia cero") se cierra a través de la cubierta y el tanque, lo que hace que se calienten y vibrar. El devanado primario no puede compensar este flujo, ya que su extremo está conectado a un neutro virtual que no está conectado al generador. Los voltajes de salida estarán distorsionados (habrá un "desequilibrio de fase"). Para una carga monofásica, dicho transformador es esencialmente un estrangulador de núcleo abierto y su impedancia es alta. La corriente de un cortocircuito monofásico estará muy subestimada en comparación con la calculada (para un cortocircuito trifásico), lo que hace que el funcionamiento de los equipos de protección sea poco fiable.

Si el devanado primario está conectado en un triángulo (transformador con esquema Δ / Y 0 ), entonces los devanados de cada varilla tienen dos conductores tanto a la carga como al generador, y el devanado primario puede magnetizar cada varilla por separado, sin afectar el otros dos y sin violar el equilibrio magnético. La resistencia monofásica de dicho transformador estará cerca de la calculada, la distorsión de voltaje prácticamente se elimina.

Por otro lado, con un devanado triangular, el diseño del interruptor de derivación (contactos de alto voltaje) se vuelve más complicado.

La conexión del devanado con un triángulo permite que el tercer y múltiples armónicos de la corriente circulen dentro del anillo formado por tres devanados conectados en serie. El cierre de las corrientes del tercer armónico es necesario para reducir la resistencia del transformador a las corrientes de carga no sinusoidales (carga no lineal) y mantener su tensión sinusoidal. El tercer armónico de corriente en las tres fases tiene el mismo sentido, estas corrientes no pueden circular en un devanado conectado en estrella con neutro aislado.

La falta de corrientes sinusoidales ternarias en la corriente de magnetización puede provocar una distorsión importante de la tensión inducida, en los casos en que el núcleo tenga 5 varillas, o se realice en versión blindada. Un devanado de transformador conectado en delta eliminará esta perturbación, ya que un devanado conectado en delta amortiguará las corrientes armónicas. A veces, los transformadores prevén la presencia de un devanado terciario conectado en Δ, provisto no para cargar, sino para evitar la distorsión del voltaje y una disminución en la impedancia de secuencia cero. Tales devanados se llaman compensación. Los transformadores de distribución destinados a carga, entre fase y neutro en el lado primario, suelen estar equipados con un devanado en triángulo. Sin embargo, la corriente en el devanado delta puede ser muy baja para lograr la potencia nominal mínima, y el tamaño del conductor del devanado requerido es extremadamente inconveniente para la fabricación en fábrica. En tales casos, el devanado de alto voltaje se puede conectar en estrella y el devanado secundario en zigzag. Las corrientes de secuencia cero que circulan en las dos derivaciones de un devanado en zigzag se equilibrarán entre sí, la impedancia de secuencia cero del lado secundario está determinada principalmente por el campo magnético perdido entre las dos ramas de los devanados, y se expresa como un muy número pequeño.

Mediante el uso de la conexión de un par de devanados de diferentes maneras, es posible lograr diferentes grados de tensión de polarización entre los lados del transformador.

El cambio de fase entre la FEM de los devanados primario y secundario generalmente se expresa mediante un grupo de compuestos . Para describir el voltaje de polarización entre los devanados primario y secundario, o primario y terciario, se utiliza tradicionalmente el ejemplo de la esfera de un reloj. Como este cambio de fase puede variar de 0° a 360°, y la relación de cambio es de 30°, se elige una serie de números del 1 al 12 para designar un grupo de compuestos, en el que cada unidad corresponde a un ángulo de cambio de 30°. . Una fase del primario apunta al 12 y la fase correspondiente del otro lado apunta a un número diferente en el dial.

La combinación más utilizada de Yd11 significa, por ejemplo, la presencia de un desplazamiento del neutro de 30º entre las tensiones de los dos lados.

Esquemas y grupos para conectar los devanados de transformadores trifásicos de dos devanados [16] [17] (no terminado, en proceso)

Diagrama de conexión de bobinado		Diagrama vectorial de voltaje de circuito abierto Nota 1	símbolo _
VN	S.S	Diagrama vectorial de voltaje de circuito abierto Nota 1	símbolo _
			U/D-11

Nota: en el diagrama , los vectores de bobinado "Estrella" están marcados en verde , "Triángulo" en azul y el desplazamiento del vector AB en rojo .

En los transformadores ferroviarios también se encuentra un grupo de conexiones "triángulo abierto - estrella incompleta".

dólar

El tanque es principalmente un depósito para el aceite del transformador y también proporciona protección física para el componente activo. También sirve como estructura de soporte para dispositivos auxiliares y equipos de control.

Antes de llenar el tanque con el componente activo con aceite, se evacua todo el aire del mismo, lo que puede comprometer la rigidez dieléctrica del aislamiento del transformador (por lo tanto, el tanque está diseñado para soportar la presión de la atmósfera con una deformación mínima).

A medida que aumenta la potencia nominal del transformador, el impacto de las altas corrientes dentro y fuera del transformador afecta el diseño. Lo mismo sucede con el flujo magnético de fuga dentro del tanque. Las inserciones no magnéticas alrededor de los bujes de alta corriente reducen el riesgo de sobrecalentamiento. El revestimiento interior del tanque hecho de escudos altamente conductivos evita que el flujo ingrese a través de las paredes del tanque. Por otro lado, el material de baja reluctancia absorbe el fundente antes de que atraviese las paredes del tanque.

Otro fenómeno que se tiene en cuenta al diseñar tanques es la coincidencia de las frecuencias de sonido producidas por el núcleo del transformador y las frecuencias de resonancia de las partes del tanque, que pueden amplificar el ruido irradiado al ambiente.

Versiones

El diseño del tanque permite la expansión del aceite en función de la temperatura. En base a esto, los tanques de los transformadores se dividen según su diseño:

Transformadores con tanque liso sin expansor (este diseño se utiliza para potencias de hasta 10kVA), los terminales se montan en la tapa. La compensación de temperatura de la expansión del aceite se realiza debido al llenado incompleto del tanque y la creación de un colchón de aire en la parte superior.
Transformadores con vaso de expansión (hasta 63 kVA), terminales ubicados en la tapa.
Transformadores con vaso de expansión y radiadores, los terminales se encuentran en la tapa. En los diseños antiguos, los radiadores se fabricaban en forma de tubos doblados soldados al tanque, los llamados. "tanque tubular".
Transformadores con tanque de expansión, radiadores y salidas en las paredes del tanque en bridas especiales (montaje en brida). Este tipo de transformador tiene la letra "F" en la designación y está destinado a la instalación directa en una sala de producción ("versión de taller").
Transformadores con radiadores, sin expansor, montaje con brida. La compensación de la dilatación térmica del aceite se realiza creando un colchón de gas en la parte superior de un gas inerte - nitrógeno (para evitar que el aire oxide el aceite). Dichos transformadores también pertenecen al tipo de tienda y tienen la letra "З" en la designación - versión protegida. La salida de emergencia de la presión es hecha por la válvula especial.
Transformadores sin expansor, sin radiadores con tanque corrugado. El diseño más moderno. La compensación de los cambios de temperatura en el volumen de aceite se produce con la ayuda de un diseño de tanque especial con paredes corrugadas de acero delgado (tanque corrugado). La expansión del aceite va acompañada de la expansión de las ondulaciones del tanque. La liberación de emergencia de la presión del aceite (por ejemplo, en caso de daño interno) se realiza mediante una válvula especial. Dichos transformadores tienen la letra "G" en la designación: diseño hermético.

Tipos de transformadores

Ver también la sección: Otras aplicaciones de transformadores .

Transformador de potencia

Transformador de potencia AC - un transformador diseñado para convertir energía eléctrica en redes eléctricas y en instalaciones diseñadas para recibir y utilizar energía eléctrica. La palabra "potencia" refleja el trabajo de este tipo de transformadores con altas potencias [18] . La necesidad de utilizar transformadores de potencia se debe a las diferentes tensiones de funcionamiento de las líneas eléctricas (35-750 kV), redes eléctricas urbanas (normalmente 6,10 kV), tensión suministrada a los consumidores finales (0,4 kV, también son 380/220 V) y el voltaje requerido para el funcionamiento de máquinas eléctricas y aparatos eléctricos (los más diversos desde unidades de voltios hasta cientos de kilovoltios).

El transformador de alimentación de CA se utiliza para la conversión de voltaje directo en circuitos de CA. El término "potencia" muestra la diferencia entre tales transformadores de medida y transformadores especiales.

Autotransformador

Un autotransformador es una variante de un transformador en el que los devanados primario y secundario están conectados directamente, y debido a esto tienen no solo una conexión electromagnética, sino también eléctrica. El devanado del autotransformador tiene varios cables (al menos 3), a los que se conectan para obtener diferentes voltajes. La ventaja de un autotransformador es una mayor eficiencia, ya que solo se convierte una fracción de la potencia; esto es especialmente importante cuando los voltajes de entrada y salida difieren ligeramente.

La desventaja es la falta de aislamiento eléctrico (aislamiento galvánico) entre los circuitos primario y secundario. El uso de autotransformadores se justifica económicamente en lugar de transformadores convencionales para conectar redes efectivamente puestas a tierra con un voltaje de 110 kV y superior con una relación de transformación de no más de 3-4. Una ventaja significativa es el menor consumo de acero para el núcleo, cobre para los devanados, menor peso y dimensiones, y como resultado, menor costo.

Transformador de corriente

Un transformador de corriente es un transformador cuyo devanado primario es alimentado por una fuente de corriente . Una aplicación típica es reducir la corriente del devanado primario a un valor conveniente utilizado en los circuitos de medición, protección, control y señalización, además, el transformador de corriente proporciona aislamiento galvánico (a diferencia de los circuitos de medición de corriente de derivación). Por lo general, el valor nominal de la corriente del devanado secundario de los transformadores comunes es de 1 A o 5 A. El devanado primario del transformador de corriente está conectado en serie al circuito de carga, cuya corriente alterna debe controlarse, y los instrumentos de medición o actuación y los dispositivos indicadores, por ejemplo, los relés están incluidos en el devanado secundario .

El devanado secundario del transformador de corriente debe operar en un modo cercano al modo de cortocircuito. En el caso de una ruptura accidental o deliberada en el circuito del devanado secundario, se induce un voltaje muy alto en él, lo que puede provocar la ruptura del aislamiento y daños en los dispositivos conectados.

Cuando el devanado secundario está en modo de cortocircuito, la relación de corrientes de devanado es cercana (idealmente igual a) la relación de transformación .

Transformador de tensión

Transformador de voltaje : un transformador alimentado por una fuente de voltaje . Una aplicación típica es la conversión de alta tensión a baja tensión en circuitos, en circuitos de medida y en circuitos RPA . El uso de un transformador de tensión permite aislar la lógica de protección y los circuitos de medida del circuito de alta tensión.

Transformador de pulsos

Un transformador de pulso es un transformador diseñado para convertir señales de pulso con una duración de pulso de hasta decenas de microsegundos con una distorsión mínima de la forma del pulso [19] . La aplicación principal está en la transmisión de un pulso eléctrico rectangular (flanco de máxima pendiente y corte, amplitud relativamente constante). Sirve para transformar pulsos de vídeo de tensión de corta duración, que suelen repetirse periódicamente con un ciclo de trabajo elevado . En la mayoría de los casos, el requisito principal para TI es la transferencia sin distorsiones de la forma de los pulsos de voltaje transformados; cuando se aplica un voltaje de una forma u otra a la entrada de TI, en la salida es deseable obtener un pulso de voltaje de la misma forma, pero, quizás, de diferente amplitud o diferente polaridad.

Transformador de soldadura

Transformador de soldadura : un transformador diseñado para varios tipos de soldadura.

El transformador de soldadura convierte la tensión de red (220 o 380 V) en baja tensión, y la corriente de baja a alta, hasta miles de amperios.

La corriente de soldadura se regula modificando el valor de la reactancia inductiva o de la tensión de circuito abierto del secundario del transformador, lo que se realiza seccionando el número de vueltas del devanado primario o secundario. Esto proporciona una regulación de corriente paso a paso.

Transformador de aislamiento

Un transformador de aislamiento es un transformador cuyo devanado primario no está conectado eléctricamente a los devanados secundarios. Los transformadores de aislamiento de potencia están diseñados para mejorar la seguridad de las redes eléctricas, con contacto simultáneo accidental con tierra y partes vivas o no vivas que pueden energizarse en caso de daño en el aislamiento [20] . Los transformadores de aislamiento de señal proporcionan aislamiento galvánico de circuitos eléctricos.

Transformador coincidente

Transformador coincidente : un transformador que se utiliza para igualar la resistencia de varias partes (cascadas) de circuitos electrónicos con una distorsión mínima de la forma de onda. Al mismo tiempo, un transformador de adaptación garantiza la creación de un aislamiento galvánico entre las secciones del circuito.

Transformador de pico

Transformador de pico : un transformador que convierte un voltaje sinusoidal en un voltaje pulsado, con polaridad que cambia cada medio ciclo.

Estrangulador doble

Estrangulador doble (filtro contrainductivo): estructuralmente, es un transformador con dos devanados idénticos. Debido a la inducción mutua de las bobinas, es más eficiente que un estrangulador convencional para las mismas dimensiones. Los estranguladores duales se utilizan ampliamente como filtros de entrada de fuente de alimentación; en filtros de señal diferencial de líneas digitales, así como en tecnología de audio.

Transfluxor

Un transfluxor es un tipo de transformador utilizado para almacenar información [21] [22] . La principal diferencia con un transformador convencional es la gran cantidad de magnetización residual del circuito magnético. En otras palabras, los transfluxores pueden actuar como elementos de memoria. Además, los transfluxores a menudo estaban equipados con devanados adicionales que proporcionaban la magnetización inicial y establecían sus modos de funcionamiento. Esta característica hizo posible (en combinación con otros elementos) construir circuitos de generadores controlados, elementos de comparación y neuronas artificiales en transfluxores.

Transformador rotativo

Se utiliza para transmitir una señal a objetos giratorios, por ejemplo, al tambor de un bloque de cabeza magnética en grabadoras de video [23] . Consiste en dos mitades del circuito magnético, cada una con su propio devanado, una de las cuales gira con respecto a la otra con un espacio mínimo. Permite realizar altas velocidades de rotación, en las que el método de contacto de captación de señal es imposible.

Transformadores de aire y aceite

La clasificación de los transformadores, entre otros parámetros, se realiza de acuerdo al ambiente de trabajo en el que se encuentran los devanados acoplados inductivamente.

Los transformadores de aire tienden a operar a menor potencia que los transformadores de aceite porque la circulación del aceite asegura un mejor enfriamiento de los devanados. Los transformadores de impulsos y de alta tensión, por el contrario, suelen ser de aire, ya que para los primeros la baja constante dieléctrica del aire proporciona una mejor transmisión de la forma del impulso, y para los segundos el envejecimiento del aceite y un fuerte aumento de la probabilidad de avería eléctrica parece ser el factor limitante.

Estructuralmente, para reducir las pérdidas, los transformadores de aceite suelen tener un circuito magnético cerrado, mientras que los transformadores de aire de baja potencia (por ejemplo, utilizados en dispositivos electrónicos para aislar eléctricamente un circuito de otro o para igualar la potencia) pueden diseñarse estructuralmente como devanados coaxiales ubicados sobre un núcleo ferromagnético.

Transformador trifásico

Es un dispositivo para transformar energía eléctrica en un circuito trifásico. Estructuralmente, consta de tres varillas del circuito magnético conectadas por los yugos superior e inferior. En cada varilla se colocan devanados de alta y baja tensión de cada fase.

Designación en los diagramas

En los diagramas, el transformador se designa como se muestra en la figura.

En el caso general, el núcleo del transformador se representa esquemáticamente por una línea que tiene el mismo grosor que las líneas de semicírculos en sus devanados. Si es necesario enfatizar las características materiales o estructurales del núcleo en el diagrama, entonces sus designaciones pueden diferir un poco. Entonces, el núcleo de ferrita se indica con una línea en negrita. Un núcleo con un espacio magnético: una línea delgada que tiene un espacio en el medio. Se utiliza una línea punteada delgada para indicar el núcleo magnetodieléctrico. Si se usa un núcleo no magnético, por ejemplo, cobre, junto a una línea delgada y continua, la designación del material del núcleo se escribe en forma de símbolo de un elemento químico: "Cu".

Al designar un transformador con un punto grueso cerca de la salida, se pueden indicar los comienzos de las bobinas (al menos en dos bobinas, los signos de la FEM instantánea en estas salidas son los mismos). Se utiliza cuando se designan transformadores intermedios en etapas de amplificación (conversión) para enfatizar sin o antifase, así como en el caso de varios devanados (primarios o secundarios), si es necesario observar la "polaridad" de su conexión para el correcto funcionamiento del resto del circuito o del propio transformador [24] . Si los comienzos de los devanados no se indican explícitamente, se supone que todos están dirigidos en la misma dirección (después del final de un devanado, el comienzo del siguiente).

En los circuitos de transformadores trifásicos, los "devanados" están ubicados perpendicularmente al "núcleo" (en forma de W, los devanados secundarios están opuestos a los primarios correspondientes), los comienzos de todos los devanados están dirigidos hacia el "núcleo".

Aplicación

En la mayoría de los casos, los transformadores se utilizan en redes eléctricas y en fuentes de alimentación para varios dispositivos.

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

Dado que hay tres fases en la red eléctrica, se utilizan transformadores trifásicos para convertir el voltaje , o un grupo de tres transformadores monofásicos conectados en un circuito de estrella o triángulo. Un transformador trifásico tiene un núcleo común para las tres fases.

A pesar de la alta eficiencia del transformador (para grandes transformadores de potencia - más del 99%), los transformadores de red eléctrica muy potentes liberan mucha energía en forma de calor (por ejemplo, para una unidad de planta de energía típica de 1 GW, potencia hasta se pueden liberar varios megavatios en el transformador). Por lo tanto, los transformadores de la red eléctrica utilizan un sistema de refrigeración especial: el transformador se coloca en un tanque lleno de aceite de transformador o un líquido especial no inflamable. El aceite circula por convección o por fuerza entre el depósito y el potente radiador . A veces el aceite se enfría con agua. Los transformadores "secos" se utilizan a una potencia relativamente baja.

Aplicaciones en fuentes de alimentación

Se requiere una amplia variedad de voltajes para alimentar diferentes componentes de los aparatos eléctricos. Las fuentes de alimentación en dispositivos que necesitan varios voltajes de varios tamaños contienen transformadores con varios devanados secundarios o contienen transformadores adicionales en el circuito. Por ejemplo, en un televisor , con la ayuda de transformadores, se obtienen voltajes desde 5 voltios (para alimentar microcircuitos y transistores) hasta varios kilovoltios (para alimentar el ánodo del cinescopio a través de un multiplicador de voltaje ).

En el pasado, se usaban principalmente transformadores que operaban a la frecuencia de la red, es decir, 50-60 Hz.

En los circuitos de potencia de la ingeniería de radio moderna y los dispositivos electrónicos (por ejemplo, en las fuentes de alimentación para computadoras personales ), los transformadores de pulsos de alta frecuencia se usan ampliamente. En las fuentes de alimentación conmutadas, la tensión de red alterna se rectifica primero y luego se convierte mediante un inversor en pulsos de alta frecuencia. El sistema de control que utiliza modulación de ancho de pulso ( PWM ) le permite estabilizar el voltaje. Después de eso, los pulsos de alta frecuencia se alimentan a un transformador de pulsos, en cuya salida, después de la rectificación y el filtrado, se obtiene un voltaje constante estable.

En el pasado, el transformador de red (a 50-60 Hz) era una de las partes más pesadas de muchos aparatos. El hecho es que las dimensiones lineales del transformador están determinadas por la potencia que se les transmite, y resulta que la dimensión lineal del transformador de red es aproximadamente proporcional a la potencia a la potencia de 1/4. El tamaño del transformador se puede reducir aumentando la frecuencia de CA. Por lo tanto, las fuentes de alimentación conmutadas modernas con la misma potencia son mucho más ligeras.

Los transformadores de 50-60 Hz, a pesar de sus deficiencias, continúan utilizándose en los circuitos de potencia, en los casos en que es necesario garantizar un nivel mínimo de interferencia de alta frecuencia, por ejemplo, con una reproducción de sonido de alta calidad.

Otras aplicaciones del transformador

Transformadores de aislamiento ( aislamiento galvánico del transformador ). El hilo neutro de la red eléctrica puede tener contacto con la “tierra”, por lo tanto, cuando una persona toca el hilo de fase (así como el caso del aparato con mal aislamiento) y un objeto puesto a tierra, el cuerpo humano cierra el circuito eléctrico. , lo que crea un riesgo de descarga eléctrica. Si el dispositivo está conectado a la red a través de un transformador, tocar el dispositivo con una mano es bastante seguro, ya que el circuito secundario del transformador no tiene contacto con la tierra.
Transformadores de pulsos (IT). La aplicación principal está en la transmisión de un pulso eléctrico rectangular (flanco de máxima pendiente y corte, amplitud relativamente constante ). Sirve para transformar pulsos de vídeo de tensión de corta duración, que suelen repetirse periódicamente con un ciclo de trabajo alto. En la mayoría de los casos, el requisito principal para TI es la transferencia sin distorsiones de la forma de los pulsos de voltaje transformados; cuando se aplica un voltaje de una forma u otra a la entrada de TI, en la salida es deseable obtener un pulso de voltaje de la misma forma, pero, quizás, de diferente amplitud o diferente polaridad.
Transformadores de medida (transformadores de corriente , transformadores de tensión ). Se utilizan para medir tensiones y corrientes alternas muy grandes o muy pequeñas en circuitos Protección de relés y automatización .
Transformador de CC de medición. De hecho, se trata de un amplificador magnético , que controla una potente corriente alterna con una corriente continua de baja potencia. Al usar un rectificador, la corriente de salida será constante y dependerá de la magnitud de la señal de entrada.
Transformadores de medida y potencia. Son muy utilizados en circuitos de corriente alterna de pequeña y mediana potencia (hasta un megavatio), por ejemplo, en generadores diésel . Tal transformador es un transformador de corriente de medida con un devanado primario conectado en serie con la carga del generador. Se elimina un voltaje alterno del devanado secundario que, después del rectificador, se alimenta al devanado de polarización del rotor. (Si el generador es trifásico, también se debe utilizar un transformador trifásico). Por lo tanto, se logra la estabilización del voltaje de salida del generador: cuanto mayor es la carga, más fuerte es la corriente de polarización y viceversa.

Transformadores a juego . A partir de las leyes de conversión de voltaje y corriente para los devanados primario y secundario , se puede ver que desde el lado del circuito del devanado primario, cualquier resistencia en el devanado secundario parece muchas veces mayor. Por lo tanto, los transformadores de adaptación se utilizan para conectar una carga de baja resistencia a cascadas de dispositivos electrónicos que tienen una alta impedancia de entrada o salida . Por ejemplo, la etapa de salida de un amplificador de frecuencia de audio puede tener una impedancia de salida alta , especialmente si se monta sobre lámparas , mientras que los altavoces tienen una impedancia muy baja. Los transformadores de adaptación también son extremadamente útiles en líneas de alta frecuencia , donde las diferencias en la línea y la impedancia de carga darían como resultado reflejos de señal en los extremos de la línea y, por lo tanto, grandes pérdidas. $\textstyle \left(I_{1}={\frac {{I_{2}}{W_{2}}}{W_{1}}},U_{1}={\frac {{U_{ 2}}{W_{1}}}{W_{2}}}\derecho)$ $\textstyle \left({\frac {W_{1}}{W_{2}}}\right)^{2}$
Transformadores inversores de fase . El transformador transmite solo la componente variable de la señal, por lo tanto, incluso si todos los voltajes de CC en el circuito tienen el mismo signo en relación con el cable común, la señal en la salida del devanado secundario del transformador contendrá tanto positivo como negativo. medias ondas, además, si el centro del devanado secundario del transformador está conectado al cable común , entonces el voltaje en los dos terminales extremos de este devanado tendrá la fase opuesta . Antes de la llegada de los transistores bipolares npn ampliamente disponibles , los transformadores inversores de fase se usaban en las etapas de salida push-pull de los amplificadores para suministrar señales de polaridad opuesta a las bases de los dos transistores en la cascada. Además, debido a la falta de "tubos con la carga de electrones opuesta", se necesita un transformador inversor de fase en los amplificadores de válvulas con una etapa de salida push-pull.

Explotación

Vida útil

La vida útil de un transformador se puede dividir en dos categorías:

Vida económica: la vida económica finaliza cuando el costo capitalizado de la operación continua de un transformador existente excede el costo capitalizado de los ingresos de la operación de ese transformador. O la vida económica de un transformador (como activo) termina cuando los costos unitarios para la transformación de energía con su ayuda se vuelven más altos que el costo unitario de servicios similares en el mercado de transformación de energía.
Vida útil técnica

Trabajando en paralelo

La operación en paralelo de los transformadores es necesaria por una razón muy simple. A baja carga, un transformador potente tiene grandes pérdidas sin carga, por lo que en su lugar se conectan varios transformadores más pequeños, que se apagan si no se necesitan.

Al conectar dos o más transformadores en paralelo, se requiere lo siguiente [25] :

Solo los transformadores con el mismo error angular entre los voltajes primario y secundario pueden operar en paralelo.
Los polos con la misma polaridad en los lados de alta y baja tensión deben conectarse en paralelo [26] .
Los transformadores deben tener aproximadamente la misma relación de voltaje.
El voltaje de impedancia de cortocircuito debe ser el mismo dentro de ±10%.
La relación de potencia de los transformadores no debe desviarse más de 1:3.
Los interruptores para el número de vueltas deben estar en posiciones que proporcionen la ganancia de voltaje lo más cerca posible.

En otras palabras, esto significa que se deben utilizar los transformadores más similares. Los modelos idénticos de transformadores son la mejor opción. Las desviaciones de los requisitos anteriores son posibles con el uso de los conocimientos pertinentes.

Frecuencia

Para los mismos voltajes primarios, un transformador diseñado para 50 Hz puede usarse a 60 Hz, pero no al revés. En este caso, se debe tener en cuenta que puede ser necesario reemplazar el equipo eléctrico conectado. A una frecuencia inferior a la nominal, aumenta la inducción en el circuito magnético, lo que puede provocar su saturación y, en consecuencia, un fuerte aumento de la corriente sin carga y un cambio en su forma. A una frecuencia superior al valor nominal, aumenta la magnitud de las corrientes parásitas en el circuito magnético, aumenta el calentamiento del circuito magnético y de los devanados, lo que conduce a un envejecimiento acelerado y destrucción del aislamiento.

Regulación de voltaje del transformador

Dependiendo de la carga de la red eléctrica, su voltaje cambia . Para el funcionamiento normal de los receptores eléctricos de consumo, es necesario que el voltaje no se desvíe del nivel especificado más allá de los límites permisibles y, por lo tanto, se utilizan varios métodos para regular el voltaje en la red [27] .

Aislamiento de transformadores

El aislamiento del transformador durante el funcionamiento pierde su fuerza bajo la influencia de la temperatura. Durante las reparaciones en curso, es necesario controlar el estado del aislamiento de la parte activa y del aceite del transformador de acuerdo con las normas para probar equipos eléctricos. Las características del aislamiento del transformador se ingresan en el pasaporte del transformador [28] .

Solución de problemas

Tipo de mal funcionamiento	Causa
Sobrecalentar	Sobrecarga
Sobrecalentar	Bajo nivel de aceite
Sobrecalentar	cierre
Sobrecalentar	Refrigeración insuficiente
Desglose	Sobrecarga
Desglose	Contaminación por aceite
Desglose	Bajo nivel de aceite
Desglose	Gire el envejecimiento del aislamiento
acantilado	Mala calidad de soldadura
acantilado	Fuertes deformaciones electromecánicas durante un cortocircuito
Aumento del zumbido	Debilitamiento del engaste del circuito magnético laminado.
Aumento del zumbido	Sobrecarga
Aumento del zumbido	carga desequilibrada
Aumento del zumbido	Cortocircuito en el devanado
La aparición de aire en el relé de gas (con filtro termosifón)	El filtro de termosifón está tapado, el aire ingresa al relé de gas a través del enchufe

Transformador de sobretensión

Durante el uso, los transformadores pueden estar sujetos a tensiones superiores a sus parámetros de funcionamiento. Estas sobretensiones se clasifican según su duración en dos grupos:

La sobretensión de corta duración es una tensión de frecuencia industrial de duración relativa que oscila entre menos de 1 segundo y varias horas.
Sobretensión transitoria: sobretensión transitoria que oscila entre nanosegundos y varios milisegundos. El tiempo de subida puede oscilar entre unos pocos nanosegundos y unos pocos milisegundos. La sobretensión transitoria puede ser oscilatoria y no oscilatoria. Suelen tener acción unidireccional.

El transformador también puede estar sujeto a una combinación de sobretensiones transitorias y transitorias. Las sobretensiones transitorias pueden seguir inmediatamente a las sobretensiones transitorias.

Las sobretensiones se clasifican en dos grandes grupos, caracterizando su origen:

Sobretensiones causadas por influencias atmosféricas . La mayoría de las veces, las sobretensiones transitorias ocurren debido a rayos cerca de las líneas de transmisión de alto voltaje conectadas a un transformador, pero a veces el impulso de un rayo puede golpear un transformador o la propia línea de transmisión. El valor de la tensión de pico depende de la corriente de impulso del rayo y es una variable estadística. Se han registrado corrientes de impulso de rayo superiores a 100 kA. De acuerdo con las mediciones realizadas en líneas eléctricas de alta tensión, en el 50% de los casos, el valor pico de las corrientes de impulso del rayo se encuentra en el rango de 10 a 20 kA. La distancia entre el transformador y el punto de impacto del impulso del rayo afecta el tiempo de subida del impulso que golpea el transformador, cuanto menor es la distancia al transformador, menor es el tiempo.
Sobretensión generada en el interior del sistema de potencia . Este grupo cubre tanto las sobretensiones transitorias como las de corto plazo que resultan de cambios en las condiciones de operación y mantenimiento del sistema de potencia. Estos cambios pueden ser causados por una violación del proceso de cambio o una avería. Las sobretensiones temporales son causadas por fallas a tierra, deslastre de carga o fenómenos de resonancia de baja frecuencia. Las sobretensiones transitorias se producen cuando el sistema se desconecta o se conecta con frecuencia. También pueden ocurrir cuando el aislamiento externo se enciende. Al conmutar una carga reactiva, la tensión transitoria puede aumentar hasta 6 o 7 veces debido a numerosas interrupciones de la corriente transitoria en el interruptor automático con un tiempo de aumento de pulso de unas pocas fracciones de microsegundos.

La capacidad de un transformador para soportar sobretensiones

Los transformadores deben pasar ciertas pruebas de rigidez dieléctrica antes de salir de fábrica. Pasar estas pruebas indica la probabilidad de funcionamiento ininterrumpido del transformador.

Las pruebas se describen en las normas internacionales y nacionales . Los transformadores probados confirman una alta confiabilidad operativa.

Una condición adicional para un alto grado de confiabilidad es la provisión de límites de sobretensión aceptables, ya que el transformador durante la operación puede estar sujeto a sobretensiones más graves en comparación con las condiciones de prueba de prueba.

Es necesario enfatizar la extrema importancia de planificar y contabilizar todo tipo de sobretensiones que puedan ocurrir en el sistema de potencia. Para el normal cumplimiento de esta condición, es necesario comprender el origen de varios tipos de sobretensiones. La magnitud de los diferentes tipos de sobretensiones es una variable estadística. La capacidad del aislamiento para soportar sobretensiones también es una variable estadística.

Véase también

Notas

↑ 1 2 GOST 16110-82. Transformadores de poder. Términos y definiciones.
↑ Patente de invención 809451, URSS. 03/01/78.
↑ 1 2 3 Kharlamova T. E. Historia de la ciencia y la tecnología. Industria de la energía . Libro de texto San Petersburgo: SZTU, 2006. 126 p.
↑ 1 2 Kislitsyn A.L. Transformers: Libro de texto para el curso "Electromecánica".- Ulyanovsk: UlGTU, 2001. - 76 con ISBN 5-89146-202-8
↑ Patente francesa n.º 115793 a nombre de Jablochkoff con fecha del 30 de noviembre de 1876 titulada "Disposition de courants, destinée à l'éclairage par la lumière électrique", aparece una nota al pie en la siguiente edición: Índice de materias de patentes para Invenciones (Brevets D' Invention) Otorgado en Francia desde 1791 hasta 1876 Inclusive . - Washington, 1883. - S. 248.
↑ Doctorado. Savintsev Yu. M. Transformadores de potencia: los principales hitos del desarrollo // 25.01.2010
↑ D. t. n., prof. Popov G. V. Transformador de potencia: etapas de evolución en transform.ru /2.08.2008/
↑ 1 2 Historia del transformador Copia archivada del 2 de enero de 2009 en Wayback Machine // energoportal.ru / disponible el 02/08/2008 / (enlace inaccesible desde el 22/05/2013 [3451 días] - historia , copia )
↑ Bobinadores. Principios y aplicaciones de los transformadores de potencia . - Pág. 20-21.
↑ Tolmachev - conferencia 8
↑ El número absoluto de vueltas en los devanados de un transformador no puede elegirse arbitrariamente, basándose únicamente en la relación de transformación requerida. Depende de un parámetro de diseño importante: el número de vueltas por 1 voltio (o el recíproco, la FEM efectiva de una vuelta ), que, a su vez, depende de la sección transversal del núcleo y, en última instancia, de la potencia total de el transformador (Consulte Dimensiones del transformador de la fuente de alimentación secundaria para obtener más información ). Además, se corrige el número de vueltas de un transformador real para tener en cuenta las pérdidas de energía en el núcleo y los devanados.
↑ Flanagan, William M. Manual de diseño y aplicaciones de transformadores . - McGraw-Hill Education , 1993. - P. Cap. 1, pág. 1-2. — ISBN 0070212910 .
↑ Kitaev V. E. Transformers. Escuela Superior, M: 1974.
↑ 1 2 http://model.exponenta.ru/electro/0070.htm Copia de archivo fechada el 30 de marzo de 2009 en Wayback Machine Dubovitsky G.P. Transformers
↑ Manual de transformadores de ABB // ABB.com
↑ GOST 11677-85. TRANSFORMADORES DE POTENCIA: Especificaciones generales
↑ Katsman M. M. Máquinas eléctricas y transformadores. Libro de texto para escuelas técnicas de especialidades eléctricas y energéticas. M., "Escuela Superior", 1971, 416 p.
↑ Sin embargo, un transformador que se usa en fuentes de alimentación incluso de potencia mínima (varios vatios) también se denomina potencia.
↑ Diccionario Benzar
↑ GOST 30030-93 Transformadores de aislamiento y transformadores de aislamiento de seguridad. Especificaciones (CEI 742-83)
↑ Dispositivo de almacenamiento asociativo : artículo de la Gran Enciclopedia Soviética (3.ª edición)
↑ No debe confundirse con el "transfluctor", que actúa como filtro.
↑ Revista Radio, No. 2, 1989, p.40.
↑ Por ejemplo, para sumar los voltajes de varios devanados secundarios, deben conectarse en serie de tal manera que el final de un devanado esté conectado al comienzo del otro. (Por el contrario, si conecta el extremo de un devanado al extremo del otro, en las conclusiones extremas habrá una diferencia en sus voltajes, que a veces también es necesario). Y para sumar la corriente de varios devanados (¡idénticos en el número de vueltas y el grosor del cable!), Debe conectarlos en paralelo exactamente así: conecte todos los comienzos en un punto y todos los extremos en el otro.
↑ CEI 60076-8. Transformadores de Potencia - Guía de Aplicación, ítem 6, páginas 81-91.
↑ Es decir, todos los inicios deben estar conectados en un punto, y en otro punto todos los extremos de los devanados primarios, lo mismo para los secundarios.
↑ Rozhkova L. D., Kozulin V. S. Equipo eléctrico de estaciones y subestaciones: Libro de texto para escuelas técnicas. - 3ª ed., revisada. y adicional — M.: Energoatomizdat, 1987. — 648 p.: il. BBK 31.277.1 R63
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Literatura

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Reglamento

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Enlaces

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Definiciones básicas y principio de funcionamiento de un transformador.
Clasificación de transformadores // radiolamp.ru
Transformadores Dubovitsky G.P.
Transformadores. Directorio.
Descifrando la designación alfanumérica simbólica de transformadores y autotransformadores

diccionarios y enciclopedias

En catálogos bibliográficos
BNF : 11933696q TIERRA : 4130713-6 J9U : 987007538472905171 LCCN : sh85042014 NDL : 00563086 NKC : ph126713

Tipos de transformadores
Transformador autotransformador transreactor Transformador de corriente Transformador de voltage transformador de pulso Transformador de aislamiento transformador de pico

Componentes electrónicos
Pasivo	Resistor Resistencia variable Resistencia de corte varistor fotorresistencia Condensador condensador variable Condensador de recorte Varikond Inductor Transformador resonador de cuarzo Fusible Fusible reiniciable memristor bartter
Estado sólido activo	Diodo Diodo emisor de luz Fotodiodo diodo láser Diodo Schottky diodo Zener Estabilizador varicap Magnetodiodo Puente de diodos diodo de gunn diodo túnel diodo de avalancha diodo de avalancha Transistor transistor bipolar Transistor de efecto de campo Transistores CMOS transistor uniunión fototransistor Transistor compuesto transistor balístico Circuito integrado Circuito integrado digital Circuito integrado analógico Circuito Integrado Analógico-Digital circuito integrado hibrido tiristor Triac dinistor fototiristor Optoacoplador ( optoacoplador de resistencia ) Sensor de pasillo
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