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Diseño de transformadores monofásicos

El Transformador es un dispositivo que convierte energía eléctrica de un cierto nivel de voltaje, en energía eléctrica de otro nivel de voltaje, por medio de la acción de un campo magnético. Está constituido por dos o más bobinas de alambre, aisladas entre sí eléctricamente por lo general y arrolladas alrededor de un mismo núcleo de material ferromagnético. El arrollamiento que recibe la energía eléctrica se denomina arrollamiento de entrada, con independencia si se trata la mayor (alta tensión) o menor tensión (baja tensión) y el arrollamiento del que se toma la energía eléctrica a la tensión transformada se denomina arrollamiento de salida. En concordancia con ello, los lados del transformador se denominan lado de entrada y lado de salida. Elarrollamiento de entrada y el de salida envuelven la misma columna del núcleo de hierro. El núcleo se construye de hierro porque tiene una gran permeabilidad, o sea, conduce muy bien el flujo magnético



Núcleo de un Transformador





Diseño de núcleos magnéticos monofásicos (tipo columnas y acorazado)

Transformador monofásico de columnas (Transformadores 1F)
El transformador acolumnas posee sus dos bobinados repartidos entre dos columnas del circuito magnético. En la figura se trata de un transformador monofásico dónde el circuito magnético se cierra por las culatas superior e inferior En los transformadores de columnas los bobinados son claramente visibles y están devanados sobre núcleos en forma de columnas, unidos por extremos, a las otras columnas por un yugo opuente.





Transformador Monofásico tipo Columna







Transformador monofásico acorazado
El transformador acorazado se caracteriza por tener dos columnas exteriores, por las que se cierra el circuito magnético, estas dos columnas no poseen ningún devanado. En los Transformadores monofásicos el devanado primario y secundario se agrupan en la columna central y el transformadortiene tres columnas en total. Este tipo de núcleo acorazado, tiene la ventaja con respecto al llamado tipo columna, de reducir la dispersión magnética, su uso es más común en los transformadores monofásicos. En el núcleo acorazado, los devanados se localizan sobre la columna central, y cuando se trata de transformadores pequeños, las laminaciones se hacen en troqueles. Las formasde construcción pueden ser distintas y varían de acuerdo con la potencia
En los transformadores acorazados el flujo producido por cada bobinado es encerrado en un anillo magnético, de modo que no hay interacción entre el flujo de una fase y las restantes.



Transformador monofásico acorazado






Diseño de devanados
La disposición de los devanados en los transformadores debe ser hecha de tal manera quese concilien en la mejor forma la exigencia que son contrastantes entre si del aislamiento y de la mejor dispersión del flujo La clasificación más grande que hay de los transformadores es la de su posición de los devanados y estos se clasifican en:

Transformadores de devanados separados


Esquema físico de un Transformador según la posición de sus devanados.


Transformadores de devanadosconcéntricos
Cada uno de los devanados están distribuido a lo largo de la columna el devanado de tensión baja se encuentra en la parte interna y aislado del núcleo y del tensión más elevada por medio de tubos aislantes



Esquema físico de un Transformador con devanados concéntricos.

Transformadores de bobinas alternadas.
Este tipo de devanado están subdivididos cada uno en una cintanúmero de bobinas que están dispuestas en las columnas en forma alternada



Esquema físico de un Transformador con bobinas alternadas


Tipos de chapas normalizadas (formas y tamaños)
Para diseños de chapas normalizadas y el uso para el diseño de transformadores monofásicos debes tener en cuenta los siguientes puntos


Cortes de chapas para núcleos


Elección de la chapa...