Núcleo del transformador

Cuando se tienen dos bobinas de alambre una al lado de la otra y se hace pasar una corriente eléctrica a través de una de ellas, se induce un campo electromagnético en la segunda bobina, que puede representarse mediante varias líneas simétricas con dirección que emana del polo norte al polo sur, llamadas líneas. de flujo. Solo con las bobinas, la trayectoria del flujo estará desenfocada y la densidad del flujo será baja.
Agregar un núcleo de hierro dentro de las bobinas enfoca y magnifica el flujo para lograr una transferencia de energía más eficiente de la primaria a la secundaria. Esto se debe a que la permeabilidad del hierro es mucho mayor que la del aire. Si pensamos en el flujo electromagnético como en un montón de automóviles que van de un lugar a otro, enrollar una bobina alrededor de un núcleo de hierro es como reemplazar un sinuoso camino de tierra por una autopista interestatal. Es mucho más eficiente.

Tipo de material del núcleo
Los primeros núcleos de transformadores utilizaban hierro sólido; sin embargo, se desarrollaron métodos a lo largo de los años para refinar el mineral de hierro en bruto y convertirlo en materiales más permeables, como el acero al silicio, que se utiliza hoy en día para los diseños de núcleos de transformadores debido a su mayor permeabilidad. Además, el uso de muchas láminas laminadas densamente empaquetadas reduce los problemas de corrientes circulantes y el sobrecalentamiento causados ​​por los diseños de núcleo de hierro sólido. Se logran mayores mejoras en el diseño del núcleo mediante el laminado en frío, el recocido y el uso de acero de grano orientado.

1.Laminado en frío
El acero al silicio es un metal más blando. El acero al silicio laminado en frío aumentará su resistencia, haciéndolo más duradero al ensamblar el núcleo y las bobinas.

2.Recocido
El proceso de recocido implica calentar el núcleo de acero a una temperatura alta para eliminar las impurezas. Este proceso aumentará la suavidad y ductilidad del metal.

3.Acero orientado a grano
El acero al silicio ya tiene una permeabilidad muy alta, pero se puede aumentar aún más orientando la veta del acero en la misma dirección. El acero de grano orientado puede aumentar la densidad del flujo en un 30%.

Núcleos de tres, cuatro y cinco miembros

Núcleo de tres extremidades
Con frecuencia se utilizan núcleos de tres ramas (o patas) para transformadores de tipo seco de clase de distribución, tanto de baja como de media tensión. El diseño de núcleo apilado de tres ramas también se utiliza para transformadores de potencia llenos de aceite más grandes. Es menos común ver un núcleo de tres ramas utilizado para transformadores de distribución llenos de aceite.

Debido a la ausencia de miembros externos, el núcleo de tres patas por sí solo no es adecuado para configuraciones de transformadores estrella-estrella. Como muestra la siguiente imagen, no existe una ruta de retorno para el flujo de secuencia cero que está presente en los diseños de transformadores estrella-estrella. La corriente de secuencia cero, sin una ruta de retorno adecuada, intentará crear una ruta alternativa, ya sea utilizando espacios de aire o el propio tanque del transformador, lo que eventualmente puede provocar un sobrecalentamiento y posiblemente una falla del transformador.

(Aprenda cómo los transformadores manejan el calor a través de su clase de enfriamiento)