¿Qué es un Transformador de Aislamiento?
Un transformadores de aislamiento es un transformador en el que los circuitos eléctricos primario y secundario no están conectados por
En un circuito eléctrico típico, los conductores están conectados desde la fuente de alimentación hasta el equipo de demanda, pero utilizando un transformador de aislamiento, los conductores de la fuente de alimentación y del equipo de demanda pueden separarse.
La mayoría de los transformadores utilizados para aplicaciones de suministro eléctrico son de aislamiento.
Usos de los Transformadores de Aislamiento
Los transformadores de aislamiento se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde fuentes de alimentación industriales a fuentes de alimentación domésticas. Los usos específicos son los siguientes
- Para la conversión de potencia en centrales eléctricas y subestaciones
- Para la protección contra rayos de equipos ofimáticos
- Para el suministro eléctrico de fábricas e instalaciones comerciales
- Dentro de adaptadores de CA antiguos
- Para la transmisión de energía en hogares en general
- Para la reducción de ruido en productos semiconductores
Como ya se ha mencionado, los transformadores de aislamiento se utilizan ampliamente para aplicaciones de transmisión y distribución de energía. También pueden instalarse para el rechazo de ruidos y la protección contra rayos.
Principios de los Transformadores de Aislamiento
Los transformadores de aislamiento son dispositivos que transforman y aíslan mediante la acción de la inducción electromagnética. Constan de devanados primario y secundario, un núcleo de hierro y una carcasa.
El devanado primario es el que recibe la tensión/potencia de la fuente de alimentación. Por el centro del devanado pasa un núcleo de hierro, y por el mismo núcleo de hierro pasa el devanado secundario. Debido a esta estructura, la inducción electromagnética actúa entre los devanados, suministrando una tensión al devanado secundario que corresponde al número de vueltas de los devanados primario y secundario.
La relación entre el número de espiras de los devanados primario y secundario se denomina relación de espiras. Cuantas más vueltas tenga el devanado primario, mayor será la relación de vueltas. Cuanto mayor sea la relación de vueltas, menor será la tensión recibida por el devanado primario y transmitida al devanado secundario.
Más Información sobre Transformadores de Aislamiento
1. Transformadores de Aislamiento y no Aislamiento
Los transformadores de potencia habituales son transformadores aislados, pero en raras ocasiones se utilizan transformadores no aislados. Los transformadores de aislamiento son transformadores en los que el devanado secundario forma parte del devanado primario. Debido a su construcción, los transformadores de aislamiento también se denominan transformadores de un solo devanado.
Por el contrario, los transformadores de aislamiento se denominan transformadores de doble devanado. Los transformadores de devanado simple utilizan menos hilo de cobre para los devanados y, por tanto, son más baratos que los transformadores de doble devanado. Sin embargo, como el primario no está aislado del secundario, existe el riesgo de que una tensión anormal en el primario (por ejemplo, la caída de un rayo) se propague al secundario y destruya los equipos de demanda. Los transformadores de un solo devanado se utilizan en la parte superior de los puentes grúa y en el interior de las radios para reducir su tamaño.
2. Transformadores de Aislamiento y Ruido
Uno de los fines para los que se utilizan los transformadores de aislamiento es el rechazo del ruido. Sin embargo, los transformadores de aislamiento normales sólo pueden eliminar el ruido de baja frecuencia (ruido en modo común), no el ruido de alta frecuencia (ruido en modo normal). Para eliminar el ruido de modo normal, existen transformadores con blindaje electrostático en los devanados primario y secundario.
A medida que los equipos eléctricos se vuelven más sofisticados y compactos, los circuitos están más juntos y la inmunidad al ruido tiende a disminuir. El ruido que entra en los circuitos eléctricos y electrónicos puede ser muy perjudicial para el funcionamiento del sistema. La susceptibilidad al ruido es un inconveniente de los componentes semiconductores, cada vez más miniaturizados.
Entre ellos, los controladores que controlan el sistema no son inmunes al ruido debido a la alta integración de los chips. Si el ruido penetra en esos componentes, puede provocar fallos en el funcionamiento del sistema y una corrupción interna de los datos que no puede restaurarse. Por lo tanto, las medidas de supresión del ruido, como el uso de transformadores de aislamiento con blindaje electrostático, son esenciales para los productos semiconductores.
3. Transformadores de Aislamiento y Puesta a Tierra
Aunque los devanados primario y secundario de un transformadores de aislamiento están aislados, existe el riesgo de que se mezclen entre sí en caso de terremoto u otro accidente. Si los devanados se mezclan, existe el riesgo de que la tensión del lado de alta tensión se propague al lado de baja tensión, con el consiguiente riesgo de descarga eléctrica.
Por este motivo, los transformadores de más de alta tensión deben conectarse a tierra en un punto del lado de baja tensión. La puesta a tierra utilizada en este caso es la puesta a tierra de clase B, que se conecta al punto neutro del lado de baja tensión del transformador de aislamiento y a la placa anticolisión, etc. La aplicación de la puesta a tierra de clase B al transformador de aislamiento facilita la detección de corrientes de fuga por parte del equipo de detección de fugas y reduce la tensión entrante cuando se produce una colisión.