Transformador electrónico

Algunos de los transformadores de potencia se utilizan en estaciones generadoras, subestaciones y líneas de transmisión de energía para reducir o aumentar el voltaje. Al utilizar un transformador de potencia elevador, el nivel de voltaje en la línea de transmisión aumenta, por lo que fluye poca corriente a través de la línea. Por tanto, se reducen las pérdidas I2R en las líneas de transmisión. Los transformadores reductores de potencia se utilizan para alimentar cargas en industrias a sus tensiones nominales.
Algunos de los transformadores de potencia también suministran energía a los circuitos electrónicos. El transformador de potencia puede ser monofásico o trifásico según la aplicación para la que se utilice. Con respecto a las características únicas del transformador de cambio de tomas, los transformadores automáticos y los transformadores de distribución generalmente pertenecen a la familia de los transformadores de potencia. Algunos transformadores de potencia se analizan a continuación.

Estos son los transformadores más utilizados y están disponibles desde milivatios hasta megavatios. Este tipo de transformadores se utilizan en la transmisión de energía eléctrica y también en aparatos para suministrar baja tensión. Este transformador consta de un núcleo laminado para reducir las corrientes parásitas. Estas laminaciones se sujetan entre sí con pernos. Tanto el devanado primario como el secundario se enrollan en un formador y se colocan alrededor de la rama central del núcleo. Estos transformadores utilizan bobinas divididas para proporcionar un alto aislamiento entre los devanados de los electrodomésticos pequeños. Entre el primario y el secundario, se pueden utilizar escudos para reducir la interferencia electromagnética.
Este tipo de transformador ofrece muchas ventajas sobre el transformador de núcleo laminado, ya que proporciona un funcionamiento silencioso y eficiente con campos magnéticos externos o parásitos reducidos. Debido a su menor peso y tamaño pequeño, se diseñan fácilmente para cualquier aplicación que funcione con voltaje alto o bajo. Se utiliza un núcleo altamente eficiente en forma de rosquilla que está hecho de hierro de silicio de grano orientado y se corta para formar una cinta de acero. Este núcleo está además envuelto por devanados de cobre como un resorte de reloj muy apretado. En comparación con el transformador de núcleo laminado EI, los transformadores de núcleo toroidal son más caros. Sin embargo, para una clasificación determinada, un transformador toroidal será más pequeño y liviano en comparación con el transformador de tipo laminado EI. Además, proporciona menos fugas de campo magnético y mayor eficiencia. Estos están disponibles desde unas pocas decenas de VA hasta miles de VA. En su mayoría, vienen con montaje central de un solo orificio mediante un perno con arandelas y almohadillas de goma.

Los autotransformadores se diferencian de los transformadores estándar de dos o tres devanados, ya que contienen un solo devanado que actúa como primario y secundario. En esto, la parte de este devanado único es común tanto para el primario como para el secundario y, por lo tanto, están conectados eléctricamente (dos devanados están aislados eléctricamente en el caso de un transformador tradicional). Entonces, este transformador funciona tanto por conducción como por inducción. En este, un núcleo laminado está enrollado por un solo devanado y parte de este devanado se divide en primario y secundario.
Estos se clasifican en autotransformadores elevadores y reductores. En el autotransformador reductor, el devanado completo actúa como primario y una parte del mismo actúa como secundario y, por lo tanto, el voltaje inducido en el secundario es bajo en comparación con el primario. Por otro lado, lo contrario será el caso de un transformador elevador. Los transformadores de potencia trifásicos se utilizan en sistemas de distribución de energía que pueden ser autotransformadores conectados en estrella o en triángulo. Pero la mayoría de los autotransformadores conectados en estrella se utilizan para aplicaciones de alta potencia.
Los autotransformadores variables vienen con tomas numéricas en un solo devanado y conexión secundaria con una escobilla de carbón deslizante. Por tanto, al deslizar la escobilla de carbón se produce una tensión variable en el secundario que es igual a la relación de vueltas entre todo el devanado y la toma.
Los autotransformadores se utilizan como estatores para el arranque seguro de diversas máquinas eléctricas, como motores síncronos, motores de inducción, etc. Y también se utilizan como transformadores y refuerzos de hornos.

Este tipo de transformador se emplea comúnmente para sistemas de energía eléctrica trifásicos, como redes eléctricas y líneas de transmisión, que transfieren grandes cantidades de altos voltajes. Estos son los más económicos debido al uso generalizado de sistemas trifásicos de generación, transmisión, distribución y utilización de CA. Este tipo de transformador consta de tres devanados enrollados alrededor de un núcleo de tres patas y sumergidos en un tanque. Estos devanados primarios y secundarios se pueden conectar en diferentes combinaciones de conexiones, como estrella-estrella, estrella-triángulo, delta-triángulo y delta-estrella. Estos pueden ser transformadores trifásicos elevadores o reductores, según la aplicación o la carga. Debido al núcleo común para todos los devanados, menor será el flujo magnético de fuga y, por lo tanto, la eficiencia del transformador será alta.

Los transformadores enfriados por aceite son transformadores de potencia grandes que se utilizan en diversas unidades, desde grandes estaciones generadoras o unidades de subestación hasta unidades de distribución de energía. Estos transformadores están llenos de aceite de transformador estándar (o aceite mineral) para proporcionar enfriamiento y aislamiento a los devanados y al núcleo. En los transformadores enfriados por aceite, el núcleo y las bobinas están sumergidos o sumergidos en líquido o aceite. En comparación con los transformadores enfriados por aire, el aceite proporciona un mejor aislamiento y actúa como mejor conductor del calor.
Los transformadores de RF se utilizan en una variedad de circuitos electrónicos por varias razones, como adaptación de impedancia para transferir máxima potencia, aislamiento de CC entre los circuitos, aumento o reducción de voltaje y corriente, interfaz entre circuitos balanceados y desequilibrados, etc. vienen como paquetes de conectores, paquetes de montaje en superficie y otras configuraciones diferentes. Las laminaciones de acero no se utilizan para transformadores de RF. Las frecuencias de trabajo de este transformador oscilan entre 30 KHz y 30 MHz y, en la mayoría de los casos, la adición de un condensador a un devanado ayuda a sintonizar sus devanados para una frecuencia particular.
Estos pueden ser transformadores de núcleo de aire, núcleo de ferrita o tipo balun. Transformadores de RF con núcleo de aire que se utilizan en placas de circuito impreso, de modo que se sueldan algunas vueltas de un cable. Los transformadores con núcleo de ferrita se utilizan en receptores de radio superheterodinos que en su mayoría son transformadores de tipo sintonizado. Los transformadores Balun se utilizan para conectar circuitos balanceados y desequilibrados, como amplificadores balanceados (aplicaciones de rechazo de modo común).

Los transformadores de audio son transformadores especialmente diseñados que se utilizan para transportar la señal de audio en circuitos de audio. Las frecuencias de trabajo oscilan entre 20 Hz y 20 KHz para este tipo de transformador. Estos se utilizan para funciones múltiples, como aumentar o reducir el voltaje de la señal, convertir un circuito de balanceado a desequilibrado y viceversa, disminuir o aumentar la impedancia de un circuito, bloquear el componente CC de la corriente y permitir la señal de CA, y para Proporciona aislamiento galvánico eléctrico de un dispositivo de audio a otro. Estos tipos de transformadores incluyen entrada de micrófono, entrada de línea, entrada de fono de bobina móvil, salida de línea, salida entre etapas y de potencia, salida de micrófono, divisor, conversión de impedancia, caja directa, eliminadores de zumbidos, transformadores AF toroidales de altavoz, etc.