ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Dispositivos de refuerzo simples. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Reguladores de corriente, voltaje, potencia El artículo proporciona descripciones de dispositivos amplificadores simples que le permiten aumentar el voltaje en la red eléctrica en una cierta cantidad o reducirlo mediante el uso de transformadores reductores convencionales. En la práctica, a menudo resulta necesario, por ejemplo, reducir la tensión aumentada al nivel nominal para prolongar la vida útil de las lámparas incandescentes o aumentar la tensión reducida para aumentar la eficiencia luminosa de las lámparas. Esto se puede hacer de manera más simple, asequible y económica utilizando un transformador reductor convencional de dos devanados, encendiéndolo de acuerdo con un circuito de aumento de voltaje. Esta conexión significa que el devanado secundario de baja tensión del transformador está conectado en serie con la carga, y el devanado primario de mayor tensión está conectado en paralelo a la carga o a los terminales de la red. La Figura 1 muestra los diagramas de conexión de los transformadores elevadores y sus diagramas vectoriales. Para simplificar, los diagramas vectoriales se construyen sin tener en cuenta las pérdidas en los devanados secundarios de los transformadores. La Figura 1, a muestra el diagrama de conexión del transformador elevador de tensión y su diagrama vectorial cuando sus devanados están conectados de manera consistente, en el que los flujos magnéticos de los devanados coinciden en dirección. La Fig. 1b muestra el circuito cuando los devanados están conectados en direcciones opuestas, lo que conduce a la dirección opuesta de los flujos magnéticos y, en consecuencia, a una disminución en el flujo magnético resultante del transformador. Como puede verse en las figuras presentadas, con la ayuda de un transformador reductor convencional, es posible aumentar o disminuir el voltaje en la carga en una cantidad de ±∆U, dependiendo de cómo estén conectados sus devanados, de acuerdo o en oposición. En otras palabras, el valor de aumento de voltaje requerido está determinado por el valor de voltaje del devanado secundario de un transformador reductor convencional. Veamos un ejemplo. Disponemos de un transformador reductor monofásico del tipo OSO-0,25 (iluminación monofásico de 250 VA de potencia) con una tensión de 220/36 V (comúnmente llamado “caja de calderas”), enrollado en L- núcleo con forma. La tensión secundaria de este transformador es de 36 V y será el valor del aumento de tensión U = 36 V, que se puede sumar a la tensión de red de 220 V o restarle dependiendo de la conexión consonante o opuesta de los devanados: 220 + 36 = 256 o 220−36 = 184 (V). Supongamos que el voltaje en la red se reduce y es de 180 V, luego, utilizando un transformador convencional según el circuito de refuerzo de voltaje, con los devanados encendidos entre sí, se puede elevar, acercarlo al valor nominal, ya que U2 = 180 + 36 = 216 (V). Con un voltaje aumentado en la red, por ejemplo, U1 = 256 V con respecto al voltaje nominal en la carga, se puede reducir intercambiando los extremos de cualquiera de los devanados del transformador. En este caso, para nuestro ejemplo U2=U1−∆U=256−36=220 (B), es decir en los terminales de carga tenemos la tensión nominal. En los casos en que el valor de aumento de voltaje requerido no corresponde a los voltajes secundarios estándar de los transformadores, el devanado secundario se rebobina al voltaje requerido, por ejemplo, 20 V. Esto no excluye la posibilidad de rebobinar o rebobinar un cierto número de vueltas. del devanado secundario del transformador para obtener el valor de aumento de voltaje requerido, así es como se enrolla el devanado secundario encima del primario. El devanado secundario del transformador debe poder soportar la corriente de carga. La potencia total del transformador a través de las cantidades secundarias es S=U2I2, de donde la corriente del devanado secundario es I2=S/U2. Para Transformador OSO-0,25 220/36 V esta corriente será I2=250/36=6,1 (A). De este modo, a través del devanado secundario de este transformador elevador se puede conducir una corriente de carga de hasta 6,1 A. La potencia de un transformador monofásico, que se utiliza para aumentar la tensión, es varias veces menor que la potencia de carga. Está determinado por la fórmula: Svt=Snom⋅∆U/U=1000⋅22/220=100 (VA), donde Swatt es la potencia de un transformador monofásico utilizado para aumentar el voltaje, VA; Snom - potencia de carga total, VA; ∆U es la cantidad de aumento de voltaje requerido, V; U1 es el voltaje de la red a la que está conectado el transformador elevador de voltaje, V. Por ejemplo, con el valor de aumento de voltaje requerido ∆U=22 V, potencia de carga Snom=1000 VA y voltaje de red U1=220 V, la potencia del transformador elevador de voltaje será solo Swatt=100 VA, es decir 10 veces menos potencia de carga. En consecuencia, las dimensiones, el peso y el coste de dicho dispositivo elevador de tensión son relativamente pequeños. La eficiencia del dispositivo de refuerzo alcanza valores de 0,99...0,995, el peso por unidad de potencia es de 2,5...3 kg/kV⋅A. Las pérdidas de tensión y de potencia activa en un transformador de este tipo son pequeñas y, en consecuencia, iguales a 0,5...3, por lo que pueden ignorarse. Los circuitos para conectar transformadores elevadores que se muestran en la Fig. 1 permiten aumentar o disminuir el voltaje en la carga en un cierto valor constante no regulado y, por lo tanto, se denominan transformadores elevadores no regulados o "sordos". Debe tenerse en cuenta que los transformadores elevadores no regulados crean un aumento de voltaje ∆U independientemente del modo de carga de la red. Debido a esto, es necesario seleccionar la cantidad de aumento no según el modo de voltaje mínimo (máximo), sino según el modo de carga mínima, cuando el voltaje es mayor. Por lo tanto, un circuito no regulado para encender un transformador elevador de voltaje siempre es aceptable cuando, independientemente de la época del año y el tamaño de la carga en todos los modos, es necesario aumentar, o con menos frecuencia disminuir, el voltaje en una cantidad ∆U. El dispositivo elevador de tensión puede hacerse trifásico. El diagrama esquemático de dicho dispositivo se muestra en la Fig. 2. Se puede crear a partir de medios improvisados que casi todas las empresas tienen, a saber: a partir de tres salas de calderas monofásicas (OSO-0,25, OSM-0,4U3) o transformadores de soldadura. Los devanados secundarios de estos transformadores con tensiones de 12...36 y 40...60 V están diseñados para corrientes elevadas y pueden utilizarse para su inclusión en un corte de línea como uno en serie. Estos devanados crean un voltaje adicional ∆U. Los devanados primarios de estos transformadores realizan funciones interesantes y se pueden conectar en un circuito en estrella o en triángulo directamente a una red trifásica. Estos transformadores pueden encontrar aplicación en largas redes industriales y agrícolas. Para fines domésticos, se pueden utilizar como transformadores elevadores transformadores adecuados procedentes de equipos de radio y televisión, como se muestra, por ejemplo, en [1]. Los transformadores elevadores se utilizan con mayor frecuencia para aumentar el voltaje, aunque pueden hacerse reversibles. El diagrama de dicho dispositivo elevador de voltaje se muestra en la Fig. 3. Se diferencia de los circuitos que se muestran en la Fig. 1 por la presencia de un interruptor SA1 bipolar de tres posiciones con una posición neutra de los contactos móviles en la posición media. Un ejemplo de un interruptor de este tipo es un interruptor de palanca tipo VT3 para una corriente de conmutación de 3 A (hasta 660 W) y un voltaje de conmutación de ~220 V con fijación de la perilla de control en las posiciones media y extrema. Cuando los contactos 1-2 y 3-4 del interruptor SA1 están cerrados, los devanados W1 y W2 del transformador VT se conectan a la red y el voltaje en la salida del dispositivo aumenta en +∆U con respecto al voltaje de la red. Si los contactos 2-5 y 4-6 del interruptor están cerrados, entonces se intercambian los extremos del devanado secundario W2 del transformador. En consecuencia, los flujos magnéticos de los devanados se dirigen en la dirección opuesta y el voltaje en la salida del dispositivo se reducirá en −∆U. En la posición media de la manija del interruptor SA1, el devanado W2 está desconectado de la red y no fluye alrededor de la corriente, ni tampoco fluye la carga y el devanado primario W1 del transformador TT. Al operar un dispositivo elevador de voltaje, se debe tener en cuenta que es inaceptable abrir el devanado primario W1 del transformador VT durante el funcionamiento del dispositivo, según las condiciones de seguridad y las reglas para la operación técnica de instalaciones eléctricas. El hecho es que cuando se abre el devanado primario W1, la corriente en el devanado secundario W2 seguirá siendo la misma e igual a la corriente de carga. En esencia, este modo de operación del transformador es el modo sin carga, pero con la corriente sin carga del transformador igual a la corriente de carga, que es muchas veces mayor que la corriente sin carga normal del transformador, y esta corriente es completamente magnetizante. Esto conduce a un aumento significativo del flujo magnético del transformador. Las pérdidas en el circuito magnético del transformador son proporcionales al cuadrado del flujo magnético. Como resultado, el núcleo del transformador se calienta mucho, lo que es peligroso para su aislamiento, e incluso es posible la combustión espontánea del transformador. Además, la EMF del devanado primario W1 aumenta en proporción al flujo magnético y puede alcanzar valores elevados que son peligrosos tanto para el transformador como para la vida. aquellos que te rodean. Los estudios del autor sobre un transformador tipo OSO-0,25 en modo reforzador al mismo tiempo con el devanado primario abierto y ni siquiera completamente cargado llevaron a la aparición de un EMF en los terminales del devanado primario de 500 V, y con una carga creciente el EMF valor aumentado. Para grandes corrientes de carga o la necesidad de control remoto de un transformador elevador, se pueden utilizar arrancadores magnéticos o relés de alta corriente como dispositivo de conmutación. El diagrama esquemático de dicho dispositivo elevador de voltaje se muestra en la Fig. 4. Funciona así. En el estado inicial de prearranque, las bobinas K1 y K2 de los arrancadores magnéticos están desenergizadas y sus contactos de potencia K1.1, K1.2 y K2.1, K2.2 en el circuito del devanado secundario W2 de el transformador TT están abiertos. Como resultado, el transformador TT y la carga se desenergizan. Para aumentar el voltaje de carga en ∆U, presione el botón "Más". Como resultado, la corriente fluye alrededor de la bobina K1 del primer arrancador magnético, el arrancador se activa y, con los contactos de potencia K1.1 y K1.2, conecta los devanados del transformador VT a la red, al mismo tiempo, el contacto K1.4 bloquea el botón de encendido “Más” y se abren los contactos K1.3 del enclavamiento eléctrico. Si es necesario reducir el voltaje en la carga, presione el botón "Parar", en este caso el circuito vuelve a su estado original (todos los contactos de alimentación están abiertos), y luego presione el botón "Menos". El circuito funciona de manera similar, pero al mismo tiempo se activa el segundo arrancador magnético, que cierra sus contactos de potencia K2.1 y K2.2 en el circuito del devanado secundario W2 del transformador VT, como resultado, el La fase de la corriente en él cambia a la opuesta, y el voltaje en la salida del dispositivo de refuerzo disminuye en la cantidad ∆U. Además de dos arrancadores magnéticos convencionales, para este circuito se puede utilizar uno reversible, por ejemplo, el tipo PME-11-3 para una corriente de 10 A y una tensión de 380 V con una tensión de las bobinas de conmutación de 220 V. que está equipado con un dispositivo de bloqueo mecánico contra el encendido simultáneo de todos los contactos de potencia del arrancador. Literatura:
Autor: KV Kolomoitsev Ver otros artículos sección Reguladores de corriente, voltaje, potencia. Lee y escribe útil comentarios sobre este artículo. Últimas noticias de ciencia y tecnología, nueva electrónica: Cuero artificial para emulación táctil.
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