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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Reducción del calentamiento de transformadores de fuentes de alimentación de baja potencia. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes de alimentación Al fabricar de forma independiente dispositivos radioelectrónicos de baja potencia alimentados por la red eléctrica, los radioaficionados a menudo se enfrentan a una situación en la que el transformador de red resulta ser el único elemento de calentamiento notable del dispositivo, disipando energía en forma de calor, a veces varias veces mayor. que el útil. El caso es que los transformadores industriales, que tienen las dimensiones y el voltaje adecuados, a veces se fabrican de manera tan "económica" que incluso la corriente sin carga hace que se calienten. Los transformadores fabricados en el Sudeste Asiático suelen tener este inconveniente [1]. Son más adecuados para países donde se utiliza una tensión de red de 220 V con una frecuencia de 60 Hz, pero para el funcionamiento normal en una red con una frecuencia de 50 Hz, el número de vueltas del devanado de red es insuficiente. En la Fig. La Figura 1 muestra la dependencia de la corriente sin carga de la tensión de red de algunos transformadores. La curva 1 corresponde a transformadores de adaptadores universales "SANWALL" y "BELLSONIC" con una potencia de 5 W, con una corriente de carga máxima de 300 mA, un voltaje de salida de 3...12 V y con núcleos magnéticos con una cruz. sección de 1,4 cm2. A modo de comparación, las curvas 2 y 3 son transformadores de producción nacional TP-133 y TP-321, cuyas secciones transversales de conductores magnéticos son 2 y 1,6 cm2, respectivamente.
Teniendo en cuenta que la tensión de red, especialmente en las ciudades, puede superar los 235 V durante mucho tiempo, y un aumento de la tensión por encima de la nominal provoca un aumento desproporcionadamente grande de la corriente sin carga, es aconsejable utilizar dichos transformadores, especialmente en Los dispositivos diseñados para un funcionamiento sin supervisión a largo plazo (temporizadores, termostatos, amplificadores de antena, etc.) deben abordarse con mucho cuidado. Hay una salida a esta situación. Es necesario incluir una resistencia de balasto activa o reactiva en el circuito del devanado primario del transformador de red para reducir el voltaje en él en 20...30 V. La corriente sin carga y el calentamiento del transformador disminuirán notablemente. Por supuesto, esto reduce el voltaje secundario y la potencia del transformador. Sin embargo, si la potencia consumida por el dispositivo es mucho menor que la potencia total del transformador, entonces esto es bastante aceptable. Normalmente, para tales fines se utilizan resistencias o condensadores [2]. La principal desventaja del balastro resistivo es su calentamiento, lo que limita el ámbito de aplicación de este método. Además, los voltajes en el devanado primario de un transformador con carga ligera y en la resistencia tienen diferentes fases (el cambio de fase puede alcanzar 70...80 grados), por lo que el voltaje en la resistencia suele ser mayor de lo esperado. Por ejemplo, con un voltaje de red de 220 V y en el devanado primario de un transformador descargado de 195 V, el voltaje a través de la resistencia puede alcanzar hasta 45 V. Cuando la carga del transformador aumenta a valores cercanos al valor nominal, el cambio de fase disminuye hasta casi cero. El balasto capacitivo prácticamente no produce calor, pero como muestra la práctica, es más recomendable utilizar condensadores cuando es necesario reducir la tensión en los devanados del transformador en más de un 25...30%. En cualquier caso, si se utilizan condensadores, es necesario asegurarse de que cuando cambien la tensión de carga y de alimentación, no se produzcan fenómenos de resonancia en el circuito del devanado primario, cuando la tensión en el transformador puede aumentar bruscamente [3]. En el caso de utilizar un balastro inductivo, tales fenómenos no ocurren, ya que las fases de voltaje son casi las mismas, el calor se libera solo en la resistencia activa del devanado del balastro, que es varias veces menor que la de una resistencia de balastro equivalente. Es conveniente utilizar como balastros inductivos relés electromagnéticos de CC con una tensión de funcionamiento superior a 20 V, por ejemplo, RSM, RES6, RES9, RES22, etc. Para reducir sus dimensiones, el relé se puede desmontar y solo se puede colocar una bobina con un Se puede utilizar un núcleo magnético. Para eliminar la vibración, la armadura del relé debe fijarse apretada doblándola o usando una cerilla puntiaguda y pegamento. Al elegir un relé, es necesario tener en cuenta la corriente máxima en el circuito primario del transformador, que no debe exceder la corriente nominal de funcionamiento del relé. Curva 4 en la Fig. La Figura 1 muestra el cambio en la corriente sin carga de un transformador (dependencia 1 en la Fig. 1) con un balastro inductivo (relé RSM-2 para una tensión de 24 V con una resistencia de devanado de 750 ohmios, corriente nominal de funcionamiento de 35 mA ). En la Fig. La Figura 2 muestra las características de carga del mismo transformador (tensión a la salida del rectificador con filtro): curva 1 - sin balasto; 2 - con balastro inductivo (relé RSM-2); 3 - con un balastro resistivo equivalente (para una corriente de carga de 20 mA): una resistencia con una resistencia de 3 kOhm y una potencia de 4 W.
La mayor capacidad de carga de un transformador con balastro inductivo en comparación con uno resistivo equivalente aparentemente se explica por una disminución en la inductancia del balastro debido a la saturación del circuito magnético con un aumento en la corriente que fluye. Esto se nota por el cambio característico en la curvatura de la dependencia 2 en relación con los gráficos 1 y 3 con una corriente de carga de 150...200 mA. Literatura
Autor: V. Andreev, Tolyatti, región de Samara.
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