Transformador de pico

Transformador de pico : un transformador  eléctrico que convierte un voltaje sinusoidal o casi sinusoidal suministrado al devanado primario del transformador en pulsos de voltaje bipolar de la misma frecuencia tomados del devanado secundario.

Diseñado para controlar dispositivos de descarga de gas , por ejemplo, rectificadores de mercurio , tiratrones , tiristores y para otros fines.

Cómo funciona

El principio de funcionamiento de un transformador de pico se basa en el fenómeno de saturación magnética de un material ferromagnético . La dependencia de la inducción del campo magnetizante en los ferroimanes no es lineal; a campos bajos, la inducción aumenta rápidamente, pero con un aumento del campo externo, la tasa de crecimiento se ralentiza, y en un campo fuerte prácticamente no aumenta con un incremento en el campo. Esta dependencia se caracteriza por un bucle de histéresis .

El flujo magnético es igual al producto de la inducción en el núcleo del devanado secundario y su área de sección transversal:

La FEM del devanado secundario es proporcional a la tasa de cambio del flujo magnético que penetra en el devanado secundario y el número de sus vueltas de acuerdo con la ley de inducción electromagnética de M. Faraday y se expresa:

Con un campo magnético sinusoidal con amplitud suficiente para saturar el material ferromagnético, el flujo en el núcleo en los vértices de la sinusoide casi no cambia (Figura 1), pero cambia rápidamente cerca de las transiciones de la sinusoide del campo magnético a través de cero, y la tasa de su cambio es mayor, cuanto más estrecho es el bucle de histéresis, el núcleo de permeabilidad magnética y la tasa de cambio del campo magnético.

Se forman pulsos en forma de campana relativamente cortos en el devanado secundario del transformador cerca de los momentos en que el campo magnético pasa por cero y la tasa máxima de cambio de flujo, la polaridad de estos pulsos está determinada por la dirección del cambio en la inducción, por lo que su polaridad se alterna.

Construcción

Hay dos diseños de transformadores de pico: con una resistencia adicional en el circuito de devanado primario y con una derivación magnética.

Los transformadores con una resistencia adicional (Figura 3) esencialmente no difieren de un transformador convencional, pero el devanado primario de dicho transformador se enciende a través de una resistencia que limita la corriente consumida de la fuente de alimentación durante los períodos en que el núcleo entra en saturación. La tensión de alimentación, el valor de la resistencia, la sección transversal del núcleo y el número de vueltas del devanado primario se seleccionan a partir de la condición de garantizar una saturación profunda del núcleo en medias ondas de tensión sinusoidal. Para acortar la duración de los pulsos, el núcleo está hecho de un material magnético blando con alta permeabilidad magnética, por ejemplo, de permalloy . La amplitud de los pulsos de salida está determinada por el número de vueltas del devanado secundario. La desventaja de dicho transformador son las pérdidas activas en la resistencia adicional, la ventaja es la simplicidad del circuito magnético.

En los transformadores con derivación magnética, el circuito magnético está compuesto por tres varillas, en la primera y segunda varillas con circuito magnético cerrado hay un devanado primario y un devanado secundario, respectivamente, la tercera varilla es una derivación magnética, separada de la los dos primeros por un espacio de aire. Con un aumento en el campo magnético, el circuito magnético cerrado primero se satura, ya que su resistencia magnética es pequeña. Con un aumento adicional en el flujo magnético, se cierra a través de una derivación magnética, mientras que la reactancia del devanado primario no disminuye tan significativamente como en un transformador con un circuito magnético cerrado saturable, y esta medida limita la corriente máxima. La ventaja de este diseño es la reducción de las pérdidas de potencia activa y la ausencia de una resistencia adicional, las desventajas son la complicación del circuito magnético.

Cita

Los transformadores de pico se utilizan para convertir un voltaje sinusoidal en pulsos cortos en forma de campana. Dichos pulsos de voltaje con subidas y bajadas breves se utilizan para controlar dispositivos de descarga de gas mediante electrodos de control  ( rectificadores de mercurio , tiratrones y dispositivos semiconductores)  , tiristores , triacs .

Los transformadores de pico también se utilizan en interruptores telefónicos en distribuidores de impulsos y para otros fines.

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