Transformadores de Múltiples Bobinas

En nuestro estudio de Transformadores, es necesario tocar el tema de los transformadores de múltiples bobinas o de bobinas múltiples. ¿Pero que son realmente? ¿por qué es necesario saberlo?, bien veamos el siguiente artículo.

El principio de funcionamiento de un transformador de devanado múltiple no es diferente del de un transformador ordinario. Las tensiones primarias y secundarias, así como las relaciones de corriente y vueltas se calculan de la misma manera, esta vez la diferencia es que debemos prestar especial atención a las polaridades de tensión de cada devanado de bobina, la convención de puntos que marca la polaridad positiva (o negativa) del devanado cuando los conectamos juntos.

Los transformadores de bobinado múltiple, también conocidos como transformadores de bobina múltiple o bobina múltiple, contienen más de una bobina primaria o más de una bobina secundaria, de ahí su nombre, en un núcleo laminado común. Pueden ser un transformador monofásico o un transformador trifásico (transformador de bobinado múltiple, multifase) la operación sigue siendo la misma.

Los transformadores de devanado múltiple también se pueden utilizar para proporcionar un aumento, una reducción o una combinación de ambos entre los distintos devanados. De hecho, varios transformadores de devanado pueden tener varios devanados secundarios en el mismo núcleo y cada uno proporciona una salida de nivel de voltaje o corriente diferente.

Como los transformadores operan bajo el principio de la inducción mutua, cada devanado individual de un transformador de devanado múltiple admite el mismo número de voltios por turno, por lo tanto, el producto de amperaje de voltios en cada devanado es el mismo, es decir, NP / NS = VP / VS con cualquier relación de vueltas entre los devanados de bobina individuales en relación con el suministro primario.

En los circuitos electrónicos, un transformador se usa a menudo para suministrar una variedad de niveles de voltaje más bajos para diferentes componentes en el circuito electrónico. Una aplicación típica de múltiples transformadores de bobinado es en fuentes de alimentación y convertidores de conmutación triac. Por lo tanto, un transformador puede tener varios devanados secundarios diferentes, cada uno de los cuales está aislado eléctricamente de los otros, al igual que está aislado eléctricamente del primario. Entonces, cada una de las bobinas secundarias producirá un voltaje que es proporcional a su número de vueltas de bobina.

La figura anterior muestra un ejemplo de un típico "transformador de bobinado múltiple" que tiene varios bobinados secundarios diferentes que suministran varios niveles de voltaje. Los devanados primarios pueden usarse individualmente o conectados entre sí para operar el transformador desde una tensión de suministro más alta.

Los devanados secundarios se pueden conectar entre sí en varias configuraciones, lo que produce un suministro de voltaje o corriente más alto. Se debe tener en cuenta que la conexión entre sí en los devanados del transformador paralelo solo es posible si los dos devanados son eléctricamente idénticos. Esa es su corriente y las clasificaciones de voltaje son las mismas.

Transformadores de doble voltaje

Hay un número o varios transformadores de devanado disponibles que tienen dos devanados primarios con valores idénticos de voltaje y corriente, y dos devanados secundarios también con valores idénticos de voltaje y corriente. Estos transformadores están diseñados para que puedan usarse en una variedad de aplicaciones con los devanados conectados entre sí en una serie o en combinaciones paralelas para voltajes primarios más altos o corrientes secundarias. Estos tipos de transformadores de devanado múltiple se denominan comúnmente Transformadores de doble voltaje, como se muestra.

Transformador con Doble Primario y Doble Secundario

Aquí el transformador tiene dos devanados primarios y dos devanados secundarios, cuatro en total. Las conexiones a los devanados primarios o secundarios deben realizarse correctamente con transformadores de doble voltaje. Si se conecta incorrectamente, es posible crear un cortocircuito que generalmente destruya el transformador cuando esté energizado.

Dijimos anteriormente que los transformadores de voltaje dual se pueden conectar para operar desde fuentes de alimentación de diferentes niveles de voltaje, de ahí su nombre "transformadores de voltaje dual". Entonces, por ejemplo, digamos que el devanado primario podría tener una tensión nominal de 240 / 120V en el primario y 12 / 24V en el secundario. Para lograr esto, cada uno de los dos devanados primarios tiene, por lo tanto, una capacidad nominal de 120 V, y cada devanado secundario se clasifica a 12 V. 

El transformador debe conectarse de modo que cada devanado primario reciba el voltaje adecuado. Considera el circuito de abajo.

Transformador secundario conectado en serie

Aquí, en este ejemplo, los dos devanados primarios con clasificación de 120 V se conectan en serie a través de un suministro de 240 V, ya que los dos devanados son idénticos, la mitad de la tensión de suministro, es decir, 120 V, se transfiere a través de cada devanado y la misma corriente primaria fluye a través de ambos. Los dos devanados secundarios clasificados a 12 V, 2,5 A cada uno están conectados en serie, y la tensión del terminal secundario es la suma de los dos voltajes de devanado individuales que dan 24 voltios.

Como los dos devanados están conectados en serie, la misma cantidad de corriente fluye a través de cada devanado, entonces la corriente secundaria es la misma a 2.5 amperios. Entonces, para un secundario conectado en serie, la salida en nuestro ejemplo anterior tiene una potencia de 24 voltios, 2.5 amperios. Considere el transformador conectado en paralelo a continuación.

Transformador secundario conectado en paralelo

Aquí hemos mantenido los dos devanados primarios iguales, pero los dos devanados secundarios ahora están conectados en una combinación paralela. Como antes, los dos devanados secundarios tienen una potencia nominal de 12V, 2,5A cada uno, por lo que la tensión del terminal secundario será la misma a 12 Voltios, pero la corriente aumenta. Luego, para un secundario conectado en paralelo, la salida en nuestro ejemplo anterior tiene una potencia nominal de 12 voltios, 5.0 amperios.

Por supuesto, diferentes transformadores de voltaje dual producirán diferentes cantidades de voltaje y corriente secundaria, pero el principal es el mismo. Los devanados secundarios deben estar conectados correctamente entre sí para producir el voltaje requerido o la salida de corriente.

La orientación del punto se utiliza en los devanados para indicar los terminales que tienen la misma relación de fase. Por ejemplo, la conexión de dos devanados secundarios juntos en orientación opuesta al punto hará que los dos flujos magnéticos se cancelen entre sí, lo que dará como resultado una salida cero.

Otro tipo de transformador de voltaje dual que tiene solo un devanado secundario que está "conectado" en su punto central eléctrico se llama Transformador de toma central.

Transformador de Toma Central

Arriba se muestra un típico transformador de toma central. El punto de toma está en el centro exacto del devanado secundario, lo que proporciona una conexión común para dos voltajes secundarios iguales pero opuestos. Con la toma central puesta a tierra, la salida VA será positiva por naturaleza con respecto a la tierra, mientras que la tensión en el otro secundario, VB será negativa y de naturaleza opuesta, es decir, son 180° grados eléctricos de la fase entre si.

Sin embargo, hay una desventaja de usar un transformador con toma central sin conexión a tierra y es que puede producir voltajes no balanceados en los dos devanados secundarios debido a corrientes asimétricas que fluyen en la tercera conexión común debido a cargas no balanceadas.

También podemos producir un transformador de toma central utilizando el transformador de doble voltaje desde arriba. Al conectar los devanados secundarios en serie, podemos usar el enlace central como el grifo como se muestra. Si la salida de cada secundario es V, la tensión de salida total para el devanado secundario será igual a 2V como se muestra.

Transformador de toma central utilizando un transformador de doble voltaje

Los transformadores de bobinado múltiple tienen muchos usos en circuitos eléctricos y electrónicos. Se pueden utilizar para suministrar diferentes voltajes secundarios a diferentes cargas. Haga que sus devanados se conecten juntos en serie o en combinaciones paralelas para proporcionar voltajes o corrientes más altas, o que tengan sus devanados secundarios conectados juntos en serie para producir un transformador de toma central.