En transformadores, transformador de corriente, Transformadores de medición

Los transformadores son aparatos diseñados especialmente para realizar la variación de algunas de las características de las corrientes alternas como la intensidad o el voltaje manteniendo la frecuencia y potencia constantes; de manera que se convierte la electricidad que llega al devanado de entrada en magnetismo para volver a convertirla en electricidad en el devanado de salida. Para que nuestros visitantes conozcan mejor la manera en que funcionan este tipo de aparatos, dedicaremos esta publicación en el blog de Asesores en Alta Tecnología a hablar sobre el tema y describir a grandes rasgos los diferentes tipos de transformador existentes.

Para comenzar es importante distinguir los componentes básicos de un transformador de corriente: núcleo y devanados. El núcleo es el elemento central de cualquier transformador y a través de él se conduce el flujo magnético en que se transforma la electricidad una vez que ha ingresado en el equipo. Este núcleo se compone de columnas unidas por culatas y se fabrica en chapas de acero de silicio con aislamiento y sobre las columnas se montan los devanados para que este componente logre actuar como conductor magnético.

Por su lado, los devanados se componen por una bobina primaria y una secundaria. La bobina primaria es a la que se le aplica la tensión de entrada del transformador y la secundaria por la que se obtiene la tensión de salida. Entre el número de vueltas de hilo de cobre en la bobina primaria y secundaria existe una relación que es determinante para la transformación y por cuestiones de seguridad este hilo debe recubrirse con una capa de aislante, como barniz.

Las bases del funcionamiento de los transformadores son las de inducción electromagnética. Este principio explica el por qué en el momento en que se aplica una tensión en el devanado primario (una fuerza electromotriz) se origina un flujo magnético en el núcleo del equipo que viaja hasta el devanado secundario. Existe un detalle fundamental en el funcionamiento de estos equipos y la corriente que recibe este debe ser alterna, ya que si fuera continua no se podría producir la variación de flujo entre el devanado primario y el secundario.

Actualmente existen diferentes tipos de transformador cuyo funcionamiento se fundamenta en las bases que acabamos de presentar. Para hacer más sencilla la identificación de los diferentes tipos de transformador se clasifican en dos grandes grupos, los de potencia y los de medida. La diferencia entre estas clases es que con los de potencia se presenta una variación en los valores de tensión del circuito de corriente alterna sin que se presenten modificaciones en la potencia, mientras que con los transformadores de medición o medida se varían los valores de las grandes tensiones para medirlas sin que ello represente un peligro.

Dentro del grupo de transformador de potencia se encuentran los eléctricos elevadores, los reductores, los autotransformadores y los de potencia con derivación; y en los de medición están los de intensidad y los de potencial. Por un lado, los eléctrico-elevadores tienen un funcionamiento especial para encargarse del aumento de voltaje de entrada al momento de que la corriente sale por el devanado secundario, por tanto, el número de vueltas de hilo de cobre de la bobina secundaria tiene que ser superior que el de la bobina primaria. El transformador eléctrico reductor funciona a la inversa y reduce el voltaje de salida en relación con el voltaje de entrada por el menor número de vueltas al hilo de cobre de la bobina o devanado secundaria.

Es importante tener en consideración que cualquier equipo puede actuar como elevador o reductor se acuerdo con la forma en que se lleve a cabo su instalación. El autotransformador es un equipo recomendado en casos en que solo se busca cambiar el valor de voltaje mínimamente, este funciona por el montaje de bobinas de forma sumatoria, así, la tensión de entrada únicamente recorre un número determinado de espiras en el embobinado primario, mientras hace un recorrido completo del embobinado secundario. De esta manera, la tensión ingresa en un punto intermedio de la bobina secundaria para obtener el efecto deseado sobre la corriente. Por su lado, el transformador de derivación es un transformador elevador o reductor cuyo número de espiras en la bobina varía según las necesidades específicas del sistema eléctrico. Para llevar a cabo el ajuste en el número de espiras se debe detener la marcha del transformador y se recomienda que la diferencia de valores empleada se encuentre en un rango de 2.5%.

En la categoría de medida se encuentran los de intensidad, que funcionan con una muestra de la corriente en el devanado primario hasta que lo reduzca a un nivel que sea seguro de medir. Para hacer esto posible el equipo presenta variaciones en su diseño tomando como referencia un transformador básico, y en ellos el devanado secundario se enrolla en un anillo ferromagnético que es atravesado por el devanado primario compuesto por un único conductor. El anillo ferromagnético se encarga de recoger la muestra del flujo electromagnético para inducir una tensión y para que la corriente circule por la bobina del devanado secundario.

El transformador eléctrico de potencial presenta una ligera variación ya que se encuentra compuesto por un devanado primario de alta tensión y uno secundario de baja tensión, de esta manera es posible que la muestra obtenida pueda medirse.

Otro tipo de transformador es el trifásico, construido a partir de tres monofásicos o con tres bobinas que se conectan a un núcleo común. Son los más comúnmente empleados porque hacen la generación de electricidad y transporte de forma trifásica y se componen por tres bobinas en un diseño más pequeño que ofrece una mayor eficiencia al tiempo de ser más económicos.

Estas son sólo algunas de las características generales de los distintos tipos de transformador que podrán encontrar disponibles en el mercado. En el archivo de blog de Asesores en Alta Tecnología encontrarán más información sobre ellos y algunas recomendaciones para elegir el que se adapte mejor a sus necesidades.

Les recordamos que en Asesores en Alta Tecnología encontrarán un extenso catálogo en transformadores de la más alta calidad. Manejamos marcas como ETTECH, IG FORTEC y SIEMEN para baja y media tensión en todas las capacidades kVA, con conexión delta-estrella o estrella-estrella y devanados de aluminio cobre. Para solicitar información detallada o asesoría para la elección de la solución que se adapte mejor a sus requerimientos contáctenos vía telefónica al (81) 8365 0229 y (81) 8357 4493 y al correo electrónico ventas@altatecnologia.com.mx.

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