Núcleos de transformadores eléctricos de baja tensión

Los transformadores son dispositivos eléctricos que cambian el voltaje de una corriente de un circuito a otro. Se utilizan en diversas aplicaciones industriales, comerciales y residenciales.

Se pueden clasificar en varios tipos diferentes según los materiales del núcleo y las configuraciones de conexión. El tipo más común es un transformador con núcleo de ferrita. Puede diseñarse con una variedad de formas, tamaños y tipos para satisfacer los requisitos de la aplicación.

La permeabilidad magnética es un factor clave en el diseño de un transformador, y tiene un impacto en la pérdida de energía o electricidad que puede ocurrir en el núcleo. Un núcleo de hierro sólido, por ejemplo, tiene una permeabilidad muy alta. A menudo se combina con otros elementos para reducir las pérdidas en el núcleo y proporcionar un buen rendimiento.

La densidad del campo electromagnético también es un factor importante en el diseño de un transformador. Esto depende del tipo de material del núcleo, que puede ser acero amorfo o hierro macizo.

Núcleos amorfos Tienen muy pocas pérdidas, lo que los hace ideales para fuentes de alimentación eficientes. También ofrecen muy buen rendimiento y seguridad a altas temperaturas.

Las corrientes magnetizantes son la principal fuente de pérdidas en el núcleo de un transformador y pueden reducirse aún más mejorando su diseño. Las formas más comunes de hacerlo son reduciendo la cantidad de corrientes circulantes (corrientes parásitas) dentro del propio núcleo de hierro y mejorando el acoplamiento magnético entre los dos devanados.

Pérdidas por corrientes de Foucault

La forma más importante de reducir las corrientes parásitas es acercando mucho los dos devanados y aumentando su acoplamiento magnético. Este tipo de construcción, conocida como construcción de bobina concéntrica, tiene la ventaja de permitir que casi todas las líneas de fuerza magnéticas pasen a través de los dos devanados a la vez.

Sin embargo, también tiene el inconveniente de provocar un aumento significativo de las pérdidas magnéticas. Esto se debe a que el mayor contacto entre los dos devanados da como resultado una trayectoria de mayor reluctancia para el campo magnético.

Estas pérdidas se pueden reducir aún más asegurando que la ruta de reluctancia del flujo magnético no esté obstruida por ningún material externo. Esto se puede lograr construyendo un núcleo tipo carcasa, donde los devanados primario y secundario se enrollan en el mismo brazo o brazo central del transformador que tiene el doble de área de sección transversal que los brazos exteriores del mismo diseño.

El flujo de fuga es otra característica importante de este tipo de núcleo y se puede superar disponiendo los devanados en cada pata de manera que el flujo magnético que circula alrededor de las patas de cada pata tenga un camino cerrado para fluir alrededor de ambos lados externos a las bobinas antes de regresar. a las bobinas centrales. Esto permite que el flujo magnético sea mucho más eficiente y puede dar como resultado una mejor eficiencia general en comparación con otros tipos de construcciones de transformadores.

Además de reducir el flujo de fuga, un núcleo tipo carcasa también puede ayudar a mejorar la eficiencia general de un transformador al permitir que los armónicos triples circulen en las patas del devanado con una ruta eficiente de baja reluctancia, como se muestra arriba. Esto permite absorber la distorsión de voltaje de línea a neutro que se observa en algunos otros tipos de construcciones de transformadores.