Cómo minimizar el tamaño del transformador sin disminuir la capacidad de potencia

Básicamente, cada ciclo de corriente alterna de energía eléctrica se convierte en magnética y viceversa. La cantidad de energía magnética que un transformador puede ‘almacenar’ es más o menos lineal en su masa. A una frecuencia más alta, ocurren más de estos ciclos, por lo tanto, el mismo transformador transformaría más potencia, o la misma potencia puede ser transferida por un transformador más pequeño.

Echemos un vistazo en un ángulo diferente, ¿de acuerdo?

El período de tiempo entre ciclos donde el transformador está cargando el núcleo de hierro disminuye con el aumento de la frecuencia.

Imagínese tratando de mover una pelota de béisbol 1Hz entre sus manos, luego intente 1000 veces más rápido … podría ser posible con una pelota más pequeña, pero aún es difícil.

Tiene que ver con la cantidad de flujo magnético que se almacena en el metal en el núcleo del transformador. Cuanto más rápido sea el cambio, menos tiempo tendrá para descargar / cargar y, por lo tanto, el dispositivo correcto lo tendrá en cuenta (la alta frecuencia no se puede transformar correctamente con transformadores pequeños y viceversa).

Los aviones utilizan transformadores de 440 Hz y CA de 440 Hz para la mayoría de los sistemas, ya que son más pequeños / livianos y su peso es un problema en los aviones.

Use el núcleo de mejor calidad disponible. Use el mejor aislamiento disponible.

aumente la frecuencia mediante la onda completa rectificando la corriente alterna y alimentando eso sin filtrar a un transformador. No será una salida de onda sinusoidal perfecta.

Se pueden hacer transformadores altamente eficientes utilizando acero amorfo para fabricar el núcleo. Estos metales tienen bucles de histéresis muy cuadrados (buenos para la eficiencia), así como laminaciones extremadamente delgadas (también buenas para la eficiencia).

La cuadratura del bucle de histéresis ayuda a minimizar las pérdidas del núcleo debido a los efectos de magnetización, y las laminaciones delgadas minimizan las pérdidas del núcleo debido a las corrientes parásitas. El acero amorfo también exhibe menor resistencia eléctrica a granel que el acero convencional como resultado de su estructura de grano extremadamente pequeña; Esto reduce aún más las pérdidas por corrientes parásitas.

Una aleación amorfa que está disponible comercialmente es Metglas. Puede comprar núcleos de transformadores hechos de Metglas en eBay y en otros lugares. También hay otras aleaciones disponibles.

El método simplista sería operar un transformador más pequeño a un aumento de temperatura más alto. La capacidad de potencia es aproximadamente proporcional al volumen del tanque.

La desventaja es que la vida útil del aislamiento disminuiría. Para un sistema de aislamiento basado en papel artesanal sumergido en aceite mineral, la vida útil se reduce a la mitad por cada aumento de temperatura de 10 ° C por encima del aumento de temperatura nominal.

Hola,

Si hablamos de transformador de potencia o distribución.

No puede disminuir el tamaño de un transformador sin disminuir la capacidad como el no. Las vueltas para un voltaje operativo particular no se pueden disminuir, por lo tanto, la longitud axial de los devanados se fijará para una capacidad particular del transformador.

Se puede hacer una compensación entre el núcleo y el devanado del transformador hasta un límite particular, pero no afectará mucho el tamaño del transformador.

Usa una geometría toroidal. El campo magnético estará totalmente limitado al núcleo con una mayor eficiencia resultante que un diseño de marco abierto.

Los núcleos toroidales son difíciles de enrollar, pero se usan cuando la pérdida de flujo reducida y la mayor eficiencia son características valiosas.

Aumente la frecuencia a la que opera el transformador. Así es como funciona una fuente de alimentación conmutada, sin el transformador pesado de 50 o 60 Hz. Desafortunadamente, esta alta frecuencia no funciona bien en la transmisión de energía a larga distancia.

El tamaño del transformador se puede disminuir aumentando la frecuencia de operación.

Use bobinado plateado

Con alta frecuencia