23 enero 2010

Notas sobre eficiencia energética en pequeños transformadores

Al seleccionar pequeños transformadores, el criterio más utilizado es simplemente el coste del producto. Pero no sólo el coste del transformador es lo que influye en el ciclo de vida del producto. En esta breve nota hablamos sobre algunas otras consideraciones que deben tenerse en cuenta por su efecto en la eficiencia energética de los transformadores. Muchos transformadores reciclados ahora suponen la obtención de más beneficio de lo que costaron en los días en los que el coste del cobre y acero magnético eran una fracción de los precios actuales. Diferentes diseños del núcleo respecto a la altura del apilado del arrollamiento con idéntico diseño de laminación producen transformadores con variables requerimientos de cantidad de acero respecto al cobre. Como consecuencia de ello, los fabricantes de transformadores emplean la estrategia de cambiar los diseños del transformador en función de los precios relativos entre cobre y acero. Es decir, si el acero está caro respecto al cobre colocan más cobre, y viceversa si ocurre lo contrario. Pero esta consideración de diseño hace que el comportamiento operativo de los transformadores sufra sustanciales variaciones debido al diseño del núcleo y a la altura de apilado de cobre. El voltaje de cortocircuito puede ser severamente influido en un rango extremadamente amplio. Las pérdidas de calor son otro aspecto importante. Como tendencia general, un transformador con mucho hierro y poco cobre tendrá altas pérdidas en hierro (sin carga) y las pérdidas de bajo son bajas y viceversa. Por otra parte, si se escatima y cobre subirán los dos tipos de pérdidas. Un transformador de clase H (la temperatura de clase más alta) puede ser el más pequeño de su rating pero no el mejor, antes que el transformador más caliente de su clase y por lo tanto técnicamente el peor. También es pasado por alto que diferentes núcleos también implican diferencias en el comportamiento operativo. Pero una mayor influencia se debe a las diferentes disposiciones del devanado en el núcleo. Muchos transformadores usan bobinas gemelas. Esto suele hacerse para facilitar el aislamiento pero también resulta en reactancias perdidas altas. Una reactancia con pérdidas bajas puede conseguirse en todos los casos usando bobinas de cámara única y devanando una sobre otra (usualmente la secundaria en el exterior), pero la separación de la producción de salida contra el voltaje de entrada no es trivial entonces. .
Bibliografía: Small transformers. Leonardo Energy. The Global Community for Sustaniable Energy Professionals.
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