Los transformadores de basura o sobrantes pueden ser fácilmente “reutilizados” por los experimentadores, a menudo ahorrando mucho dinero. Idealmente, si el transformador tiene un número de pieza, está fabricado por un fabricante importante y no es un dispositivo personalizado, a menudo puede obtener las especificaciones llamando al fabricante del transformador. Y, los transformadores más grandes a menudo tienen una placa frontal que proporciona estas especificaciones. Los transformadores más pequeños cosechados de equipos eléctricos sobrantes o desechados a menudo son dispositivos personalizados que pueden tener solo un número de pieza patentado. Con un poco de ingenio, un multímetro y un autotransformador variable, puede estimar las clasificaciones de voltaje y potencia para cualquier transformador de potencia pequeño de 50 o 60 Hz que encuentre.
Primero, use la configuración del ohmímetro en su multímetro para identificar qué cables están asociados con cada devanado. Los devanados con derivación a menudo tienen tres o más cables, como una derivación central o derivaciones de ajuste de voltaje. Además, examine el núcleo para ver si consiste en láminas individuales de acero blando o acero de silicio azul grisáceo (llamadas laminaciones). Si es así, el transformador probablemente esté diseñado para funcionar a frecuencias de línea de alimentación (50 o 60 Hz). Tenga en cuenta que algunos transformadores de núcleo laminado están diseñados para funcionar a 400 Hz en sistemas de energía de aviones para ahorrar peso. Estos pueden usarse a 50/60 Hz solo con una reducción sustancial del voltaje de funcionamiento.
Si, en lugar de laminaciones, el núcleo del transformador consiste en un material sólido negro grisáceo oscuro, tiene un núcleo de ferrita o de hierro en polvo. La mayoría de los transformadores de núcleo de hierro en polvo o ferrita están diseñados para funcionar a frecuencias más altas o en modo pulsado. Por lo general, tienen menos vueltas por devanado que los transformadores diseñados para funcionar a 50/60 Hz. Solo pueden operar a frecuencias de línea utilizando un voltaje primario muy bajo, por lo que no son muy útiles a frecuencias de línea. Sin embargo, pueden ser bastante útiles para inversores u otras aplicaciones de electrónica de potencia, pero esto está más allá del alcance de esta respuesta.
Una vez que se han identificado los devanados, intente seleccionar el par de cables en un devanado que tenga la mayor resistencia. Si todos los devanados muestran aproximadamente cero ohmios, simplemente seleccione un par de cables de devanado. Conéctelos a un autotransformador variable (a veces llamado “Variac”) a través de una pequeña resistencia de potencia de 1 ohm 10W. La resistencia se utilizará para medir la corriente alterna que el devanado extrae. Todos los demás cables del transformador deben estar aislados (es decir, sin carga). Seleccione la configuración de baja tensión de CA en el multímetro y conéctela a través de la resistencia de 1 ohm para medir la corriente del devanado primario. Luego, aumente lentamente el voltaje en el autotransformador mientras mide el voltaje a través de la resistencia.
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La corriente primaria aumentará lentamente a medida que aumente el voltaje. Continúe aumentando el voltaje del autotransformador hasta que la corriente primaria de repente comience a subir rápidamente. Este es el punto donde el devanado comienza a saturar el núcleo. Reduzca el voltaje primario a justo debajo del inicio de la saturación. Luego use el multímetro para medir el voltaje de salida y la configuración del autotransformador. Esta será aproximadamente la clasificación de voltaje Vin para el devanado particular que haya seleccionado.
Ahora puede usar el multímetro para medir cuidadosamente los otros devanados excitando el mismo primario de arriba con la configuración del autotransformador ajustada a la configuración de Vin medida anteriormente. Siempre reduzca la configuración del autotransformador a cero y apáguelo antes de conectar el multímetro a cualquier otro devanado (s) ya que algunos transformadores pueden desarrollar voltajes de salida peligrosamente altos. Aumente LENTAMENTE el voltaje del autotransformador hacia la configuración Vin principal y cambie la escala del medidor si es necesario para devanados secundarios de mayor voltaje. Nunca aumente la configuración del autotransformador hasta el punto en que exceda la capacidad de voltaje del multímetro.
Registre el voltaje de entrada primario y el voltaje de salida medido para cada devanado y derivación; estos serán los voltajes operativos estimados de los diversos devanados. Si un devanado de alto voltaje supera la capacidad máxima de su medidor, solo aumente el voltaje del autotransformador a una fracción de Vin y luego registre los voltajes de entrada y salida medidos para el par de devanados. La relación de los voltajes de salida a entrada le dará la relación de espiras aproximada (N) para ese par particular de bobinados. Luego puede usar esto para estimar el voltaje de salida total para el devanado de alto voltaje:
Vout = N * Vin
Estimar la capacidad actual de cada devanado es un poco más complicado. Para hacer esto, deberá estimar la capacidad de manejo de potencia del transformador. Primero, mida el área de la sección transversal de la porción común del núcleo que está dentro de los devanados. Por ejemplo, un núcleo que mide 1 “x 1” tendría un área de sección transversal (A) de una pulgada cuadrada. Luego use el área en la siguiente fórmula para estimar la capacidad de manejo de potencia del transformador (P) a una frecuencia dada (F):
P = (f * A / 9.6) ^ 2 (en voltios-amperios)
En este ejemplo, un transformador con un núcleo de 1 “x 1” tendrá una capacidad de potencia estimada de aproximadamente 39 voltios-amperios:
P = (60 * 1 / 9.6) ^ 2 = (6.25) ^ 2 = 39.06 VA
Tenga en cuenta que lo anterior refleja la potencia máxima que pueden compartir TODOS los devanados secundarios. Si el transformador tiene múltiples devanados secundarios, la potencia total debe ser compartida entre los devanados. Los transformadores con múltiples secundarias generalmente usan cables más delgados para ahorrar costos, ya que solo una parte de la energía disponible debía ser utilizada por cada secundaria. Además, la potencia de salida de varios devanados secundarios suele ser desigual, por lo que es posible que deba reducir aún más la corriente de salida para evitar el sobrecalentamiento de los devanados secundarios.
Si el transformador tiene solo dos devanados, entonces la corriente máxima de un devanado dado será aproximadamente Vout / P
Finalmente, un transformador diseñado para su uso a 50 Hz funcionará a 60 Hz sin reducción de potencia. Sin embargo, un transformador diseñado para operar desde una fuente de 60 Hz puede necesitar funcionar a un voltaje primario reducido (aproximadamente el 83% de su clasificación de 60 Hz) cuando se alimenta desde una fuente de 50 Hz para evitar la saturación parcial del núcleo y el sobrecalentamiento.
¡Buena suerte y juega con seguridad!
Fuente: “Manual práctico de diseño de transformadores” por Eric Lowdon, Howard Sams and Co., 1980, ISBN 0672216574