Que es un Transformador Monofásico

Un Transformador Monofásico es un dispositivo eléctrico diseñado para transferir corriente alterna o tensión de un circuito eléctrico a otro. Por inducción electromagnética.

Un transformador puede diseñarse para subir o bajar las tensiones. Los transformadores por lo general tienen una larga vida útil si trabajan en condiciones normales.

También es un componente electrónico, que transmite energía eléctrica de un circuito a otro sin modificar su frecuencia.

Termina su aplicación a través de la inducción electromagnética. Básicamente, se compone de alambre inductivo y un centro de acero cubierto que ayudan a la transferencia de energía eléctrica.

Los fabricantes de transformadores ofrecen una variedad diferente, con el fin de cumplir con los requisitos solicitados.

Para conocer más acerca de los diferentes tipos de trabajo y sus aplicaciones lean a continuación:

Transformador de control

Está especialmente diseñado para su uso en circuitos electrónicos que requieren una cantidad constante de voltaje para su destino. Es muy favorable para disminuir las diferenciaciones en el grado de tensión de salida. Este es un componente de potencia de carga totalmente estable.

Transformador de aislamiento

Son creados principalmente para utilizarse en distintos componentes electrónicos que son excesivamente sensibles para resistir amenazas directas de alta tensión. Se utilizan con el propósito de brindar seguridad a datos valiosos, son de gran solicitud en diferentes industrias de TI.

Transformador reductor

Estos se fabrican para la disminución de la tensión eléctrica su tensión principal es siempre superior a su tensión secundaria. Se basan en el principio de la inducción magnética entre las bobinas, destinadas a cambiar el nivel de voltaje.

Transformador trifásico

En general se utilizan para subir y bajar los niveles de la tensión. Tiene la capacidad de trabajar incluso en los ambientes más difíciles. Generalmente requiere menos cobre o aluminio para transferir igual potencia en comparación con el monofásico. 

Si usted necesita comprar, lo invitamos, en primer lugar, a analizar profundamente la lista de los requerimientos.

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MATERIALES DE UN TRANSFORMADOR MONOFÁSICO

Un transformador monofásico tiene dos devanados en los lados opuestos de una lamina de hierro cuadrado o rectangular. El marco de está lamina es hecha con piezas en forma de L de acero. Que se colocan juntos hasta formar el espesor deseado del núcleo.

La razón de utilizar las laminas, en lugar de un núcleo sólido, es reducir al mínimo el flujo magnético que fluye a través del núcleo.

Si las dos bobinas tienen el mismo número de vueltas, la tensión de salida será idéntica a la tensión de entrada. Esto se conoce como un transformador de aislamiento. Su única función es aislar el circuito secundario de la fuente de tensión del circuito primario.

Por supuesto, todos los transformadores (excepto un autotransformador) aíslan la secundaria de la primaria. Pero los que tienen diferente número de vueltas en el primario y el secundario también cambian la tensión, de primaria a secundaria.

Más vueltas en el lado primario significa una tensión más baja en el secundario. En proporción a la relación de vueltas. Menos vueltas en el lado primario significa una tensión más alta en el lado secundario.

EL COBRE

El cobre es el metal que se utiliza en los devanados por su alta conductividad eléctrica y estabilidad. También puede utilizarse una representación de papel de aluminio en ciertos tipos de transformadores con láminas de otros metales.

En general el centro de estos transformadores de bobina de inducción está hecho de laminas de hierro sólido, acero, acero de ferrita y silicio. A veces, el núcleo se deja abierto para que circule el aire para servir como base en el centro del flujo magnético generado.

Para generar potencia en los terminales de salida del devanado secundario, una corriente eléctrica dinámica se pasa a través de los extremos de ingreso del devanado primario o solenoide.

Esta corriente produce un flujo electromagnético en el centro de la bobina que a su vez incita una corriente eléctrica dinámica en el secundario.

Todos los transformadores convencionales funcionan solo cuando la corriente alterna pasa a través de sus terminales de ingreso, pero no trabajan con corriente continua salvo que un pulso eléctrico de vibración está incluido en el circuito de entrada.

LA HISTORIA DEL TRANSFORMADOR ELÉCTRICO

fue descubierto por primera vez en el año de 1831 por Faraday y Joseph Henry, pero el mérito es de Faraday. El primer tipo que se utilizó ampliamente era la bobina de inducción, que se inventó por el Rev. Nicholas Callan de la Universidad de Maynooth, Irlanda en 1836.

DONDE SE UTILIZAN LOS TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS

El uso del transformador eléctrico es transportar la electricidad desde las centrales hasta el hogar y los negocios.

Hay que tener en cuenta que el voltaje es diferente en cada país por ejemplo en EE. UU. Canadá y Latinoamérica se ejecuta en 110/120 y el resto del mundo se ejecuta en 220/240, la planta industrial puede utilizar 440 a 480.

Usted puede preguntarse ¿POR QUÉ ALGUIEN NECESITA UN TRANSFORMADOR?

Imaginemos que su empresa tiene muchos motores en uso por lo que solicitaron a la empresa de energía una conexión de 480 y otra de 220 volts de un sistema trifásico. Este se encarga de la carga del motor de 480 voltios y la conexión de 220 de encarga de la iluminación de las oficinas. Sin embargo, para operar las máquinas pc y otros dispositivos de la oficina y la iluminación incandescente que requieren 120 voltios. También tiene algunos pequeños motores de potencia que desean operar a 208 voltios. Dado que la empresa de energía solo le proporcionará 480 y 220 voltios en un sistema trifásico, se requiere un transformador para proporcionar el resto de los voltajes requeridos.

EL TRANSFORMADOR MONOFÁSICO FUNDAMENTAL EN EL AREA RURAL

Estos se utilizan en las zonas rurales debido a que normalmente utilizan motores pequeños y el costo del transformador trifásico es más alto. En los centros comerciales, fábricas y edificios grandes se utilizan los TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS.

La tensión de entrada de los TRANSFORMADORES ELÉCTRICOS es un factor importante. Las tres frecuencias significativas son 50 Hz, 60 Hz y 400 Hz

La frecuencia de 400 Hz se reserva para aplicaciones de alta potencia, como las utilizadas en tecnologías aeroespaciales.

Los transformadores son altamente eficientes. Un transformador de potencia tiene una gran eficiencia de hasta el 99,75%, los transformadores pequeños tienen una eficacia inferior al 85%.

El uso más importante del transformador eléctrico es la transferencia de electricidad a partir de plantas de energía para hogares y negocios. La energía eléctrica suministrada por una central eléctrica suele ser de alta tensión.

El voltaje se reduce un poco cuando llega a la subestación. Cuando se llega a uno más pequeño, la tensión se reduce de nuevo. Esté es un proceso continuo, que se repite hasta que la potencia está a un nivel utilizable. Es probable que haya visto transformadores eléctricos que se colocan en la parte superior de los postes eléctricos.

La mayor parte de los transformadores eléctricos contienen bobinas o devanados que se envuelven alrededor de un núcleo. La energía viaja a través de una bobina. Si hay más bobinas, la tensión es mucho mayor. Si hay menos bobinas, la tensión es menor.

Esta clase de transformador de bobina de inducción se ha utilizado durante más de 150 años.

SE PUEDEN USAR LOS TRANSFORMADORES EN PARALELO

Solo se pueden utilizar en paralelo cuando sus impedancias y tensiones son iguales y los cables de conexión son idénticos en calibre y longitud.

Si se utilizan tensiones desiguales, da lugar a un exceso de calor dando lugar a una vida más corta. Además, los valores de impedancia deben estar dentro del 7,5 % uno de otro.

Por ejemplo: el  transformador ”A ” tiene una Impedancia del 4 % y el “B”, que esta en paralelo al A, debe tener una Impedancia que debe estar en los límites del 3,7 % y 4,3 %.

TRANSFORMADORES COMBINADOS PARA  UN SERVICIO DE RESPALDO (REDUNDANTE)

Los transformadores deben estar instalados en paralelos para proporcionar una operación redundante, permitiendo que una unidad funcione en el caso de un fallo del circuito secundario en la otra fuente de alimentación conectada.

Para las conexiones conectadas en paralelo con el objeto de proporcionar una mayor capacidad de potencia, los ajustes de voltaje de salida, el calibre y la longitud del cable de carga deben coincidir.

Además, el usuario puede elegir conectar un arreglo de diodos en los terminales de salida de las dos unidades para reducir la probabilidad de retroalimentación en caso de un fallo de la unidad.

TRANSFORMADOR MONOFÁSICO COMO UNA FASE TRIFÁSICA

Se pueden utilizar en una aplicación de tres fases dependiendo del tipo de conexión que se realice:

Se puede hacer una conexión de tres transformadores monofásicos, ya sea en un delta-delta o delta-estrella para una salida trifásica.

La capacidad de fase cuando está correctamente conectada es tres veces la capacidad nominal de cada transformador monofásico individual.

Si bien la conexión de dos o tres transformadores monofásicos para que funcionen como un trifásico suele ser conveniente, es más costoso que usar un transformador trifásico. Seguramente le parecerá importante también saber como es el acoplamiento de varios transformadores de una sola fase a red trifásica.

TRANSFORMADOR BLINDADO

Estos términos se usan para describir el aislamiento entre los devanados primario y secundario.

Un transformador blindado está diseñado con un recubrimiento metálico entre el bobinado primario y el bobinado secundario con el objeto de atenuar el ruido transitorio eléctrico de alta frecuencia.

Esto es especialmente importante en dispositivos sensibles y críticos como computadoras, controladores de proceso y muchos otros microprocesadores controlados.

POR QUÉ ES IMPORTANTE LA CONEXIÓN A TIERRA DE LOS TRANSFORMADORES

La conexión a tierra aparta las cargas estáticas que se almacenan dentro de un transformador. La puesta a tierra también reduce el riesgo de una descarga estática causando graves daños personales y potenciales daños al equipo en el caso de los devanados del transformador que intervienen accidentalmente en contacto con el núcleo.

El actual método de puesta a tierra de un transformador es simple, se debe hacer a través de un medio conductor extendido que este enterrado a la tierra a una profundidad considerable.

Como recomendación recuerde que antes de conectar a tierra, asegurarse de que todas las superficies de contacto estén limpias y libres de cualquier tipo de capa protectora. Cualquier superficie donde se hagan las conexiones debe estar libre de óxido, o cualquier impedimento.

LA CARGA EQUILIBRADA EN EL TRANSFORMADOR MONOFÁSICO

Equilibrar las cargas del transformador significa asegurarse de que el devanado del transformador que alimenta directamente una carga no está sobrecargado más allá de su capacidad.

La mayoría de las salidas de este tipo de transformadores en su bobinado secundarios son de 120/240 voltios. Estos se conectan con frecuencia con tres cables

para prestar el servicio. Dado que el transformador tiene dos devanados secundarios de 120 voltios, cada uno es capaz de suministrar solo la mitad de la capacidad en KVA nominal del transformador. Si no se tiene atención, es posible usar una composición de cargas de 120 y 240 voltios que, aunque no exceda el total de las características de la placa del transformador, excederá la capacidad de uno de los devanados de 120 voltios.

LA POLARIDAD EN UN TRANSFORMADOR MONOFÁSICO

Polaridad es la tensión instantánea obtenida del devanado primario en relación con el secundario.

Los transformadores de hasta 600 voltios se conectan normalmente con polaridad aditiva que es, cuando los terminales de los devanados de alta y baja tensión del lado izquierdo están Conectados entre sí. Esto deja un alto y bajo voltaje en el terminal no conectado para transformadores monofásicos sin protección de 50 kva. Cuando el transformador es excitado, el voltaje resultante aparece a través de un Voltímetro y esta será la suma de los devanados de alta y baja tensión. Esto es útil cuando se conectan transformadores monofásicos en paralelo para operaciones trifásicas.

CICLO DE TRABAJO EN EL TRANSFORMADOR MONOFÁSICO

• El ciclo de trabajo es el período y la duración en que se cargará un transformador.
• El transformador es Diseñado para funcionar continuamente a plena carga sin exceder los límites de temperatura.
• Los transformadores también pueden ser operados por un corto periodo de tiempo.

COMO CALCULAR TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS

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COMO FUNCIONAN LOS TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS

Cuando se sobrecarga una temperatura excesiva puede causar un sobre calentamiento del transformador que dan lugar a un rápido deterioro del aislamiento, provocando un fallo completo de las bobinas de los transformadores. Los termómetros son la mejor manera de determinar la temperatura. El tacto es un mal indicador de la temperatura de funcionamiento adecuada para transformadores.

Transformadores adecuadamente diseñados pueden llegar a 50 grados centígrados por encima de la temperatura ambiente. En una temperatura ambiente de 20 grados centígrados, la temperatura total puede llegar de 70 grados centígrados, que es demasiado caliente al tacto. Para entornos difíciles, ya sea interior o exterior, es fundamental que el núcleo de un transformador / bobina, conduce, y los accesorios de una protección adecuada. Transformadores de tipo seco están disponibles para la instalación en interiores o al aire libre. En otro articulo tocaremos el tema para saber como se pasa un transformador monofásico a bifásico.

POR QUÉ LOS TRANSFORMADORES DE TIPO SECO NUNCA DEBEN ESTAR SOBRECARGADOS

La sobrecarga en un transformador monofásico a seco produce una temperatura excesiva. Esta temperatura excesiva provoca sobre calentamiento que resultará en un deterioro rápido del aislamiento y causará un fallo completo de las bobinas del transformador.

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