Descripción básica de los devanados de transformadores

Definir los devanados del transformador y sus funciones.

EltransformadorEl devanado es la parte central del transformador y está hecho de material conductor (generalmente alambre de cobre o aluminio). La función principal del devanado es realizar la conversión y transmisión de energía electromagnética. En un transformador, el devanado primario genera un campo magnético alterno a través de corriente alterna, que a su vez induce la fuerza electromotriz del devanado secundario, realizando así la conversión de aumento y caída de voltaje. Además, los devanados también desempeñan un papel en la conexión de la fuente de energía y la carga, asegurando que la energía eléctrica pueda transmitirse sin problemas en el sistema de energía.

Estructura básica y componentes del devanado.

Los devanados de los transformadores suelen consistir en cables, capas aislantes, estructuras de soporte y cables conductores.

Alambre: El material principal con el que se enrolla el devanado, generalmente alambre de cobre o aluminio con alta conductividad eléctrica. La forma de la sección transversal y el tamaño del conductor se seleccionan de acuerdo con la capacidad y corriente del transformador.

Capa de aislamiento: se utiliza para aislar las partes conductoras entre diferentes devanados para evitar averías eléctricas y cortocircuitos. Los materiales aislantes deben tener buenas propiedades eléctricas y resistencia al calor.

Estructura de soporte: se utiliza para fijar y soportar el devanado para garantizar la estabilidad y resistencia mecánica del devanado. Las estructuras de soporte suelen estar fabricadas con materiales aislantes como cartón, fibra de vidrio, etc.

Cable conductor: se utiliza para conectar el devanado al circuito externo. El cable conductor generalmente se instala al final del devanado y se conecta al cable externo o a la barra colectora a través de una funda aislante.

Tipos de devanados de transformadores

1. Bobinado de capa
El devanado en capas, también conocido como devanado laminado, es una forma de devanado en la que los cables se apilan capa por capa. Cada capa de devanados está formada por cables dispuestos en paralelo, separados por material aislante, y luego la siguiente capa se apila una encima de la otra. La estructura de esta forma de bobinado es relativamente simple y fácil de fabricar. Dado que existe un cierto espacio de aire entre cada capa de devanados, el rendimiento de disipación de calor es mejor, lo que puede prevenir eficazmente que los devanados se sobrecalienten. Sin embargo, debido a la baja utilización de espacio de los devanados en capas, su capacidad es relativamente pequeña bajo el mismo volumen.

2. Bobinado de panqueques
El devanado en forma de panqueque es una estructura en la que los cables se enrollan en forma de disco, y cada capa se compone de múltiples estructuras en forma de disco. Esta forma de devanado tiene una alta tasa de utilización del espacio, puede aprovechar al máximo el volumen del devanado y aumentar la capacidad del transformador. Además, debido a la alta resistencia mecánica del devanado circular, puede soportar grandes fuerzas electromagnéticas y es adecuado para transformadores de alta tensión y gran capacidad. Sin embargo, el rendimiento de disipación de calor de los devanados tipo panqueque es relativamente pobre y es necesario tomar medidas adicionales de disipación de calor.

3. Bobinado continuo
El bobinado continuo es una forma ininterrumpida de bobinado en la que los cables se enrollan continuamente sin separación entre capas. Esta forma de devanado tiene una estructura compacta, buenas propiedades electromagnéticas y puede reducir el flujo de fuga y las pérdidas por corrientes parásitas. Además, la fabricación de devanados continuos es relativamente difícil y requiere equipos y procesos de devanado de alta precisión. Debido a la continuidad del devanado, su rendimiento de disipación de calor también está sujeto a ciertas limitaciones y es necesario tomar medidas adecuadas de disipación de calor.

4. Bobinado enredado
El devanado enredado es una forma de devanado con enredos cruzados entre capas adyacentes. Mediante el entrelazado cruzado entre capas adyacentes, se puede mejorar el acoplamiento electromagnético entre devanados y se puede reducir el flujo de fuga, mejorando así la eficiencia del transformador. Sin embargo, el proceso de fabricación de devanados entrelazados es complicado y requiere equipos y procesos de devanado de alta precisión. Además, debido al enredo cruzado de los devanados, su rendimiento de disipación de calor también se ve afectado hasta cierto punto y es necesario tomar medidas adecuadas de disipación de calor.