Transformadores, para que são necessários?
A função principal do transformador é o de mudar um tipo de voltagem para outro, tornando possível operar uma grande variedade de cargas em suas apropriadas voltagens. As bobinas são normalmente enroladas em um núcleo de aço laminado ou material ferromagnético.
Calculando a capacidade e a especificação
Para calcular a capacidade ou especificar um transformador, geralmente é solicitada a seguinte informação: a voltagem de entrada para o transformador, kW da fonte de energia, faixa de frequência da fonte de energia e a faixa de frequência em que deve operar o transformador, a potência nominal ou a voltagem de saída exigida em plena carga (ou sem carga), a entrada em kVA nas potências nominais mínimas e máximas, eficiência projetada (baseada na voltagem nominal kV oferecida pela fonte de energia) ou perda do transformador. Também é útil conhecer quaisquer características peculiares da fonte de energia, o tipo de onda ou se estiver presente qualquer corrente contínua (CC).
Transformadores para estações de trabalho / calor
Transformadores para estações de trabalho em calor (núcleo de ferro) são geralmente usados em aplicações de aquecimento, recozimento e têmpera e tem sido o cavalo de carga na indústria de aquecimento por indução. Estes transformadores são normalmente usados onde a voltagem necessita ser graduada para baixo de 5-1 a 11-1 (estilo 51 V 1) ou 10-1 a 22-1 (estilo 52 V1) ou outra combinação – usando simples ou espiras secundárias com vários “taps” primários, dependendo das exigências de aplicação. Os primários e os secundários são refrigerados à água, são amarrados na ponta usando tubulação de cobre retangular e utilizam a apresentação tipo inter folhas de uma camada para aproveitar o perfil da tubulação com finalidade de reduzir a resistência e a impedância do transformador. O núcleo é resfriado a água, e é construído em laminas finas de aço para reduzir perdas. A voltagem da entrada é alguma coisa entre 220 volts a 2.000 volts, a voltagem de saída de 5 a 400 volts, o kVA de 50 até passando de 10.000 kVA e as frequências de 300 Hz a 10 kHz.
Transformadores do tipo núcleo de ferrite
Transformadores de núcleo de ferrite são geralmente usados em aplicações de aquecimento e recozimento e são similares ao transformador para estações de trabalho / calor. A diferença é que o material ferrite é usado para o núcleo. Nos casos em que a potência de saída a partir da fonte de energia é absolutamente baixa, e mesmo com frequências abaixo de 10 kHz, ferrites são mais vantajosos que o aço devido à mais baixa perda da ferrita. As voltagens de entrada vão de 220 a 2000 volts, a voltagem de saída de 5 a 400 volts, kVA de 25 a até mais de 3000 kVA e frequências de 10 KHz a 800 kHz.
Transformadores do tipo retangular
ransformadores retangulares são geralmente usados em aplicações de forja. A construção do transformador do tipo retangular utiliza uma construção de núcleo retangular com espiras em cada lado longo e com “taps” ajustados para atender a faixa de voltagem. É refrigerado à água e está geralmente encapsulado. A vantagem do transformador de núcleo retangular é a baixa perda de indutância e sua alta eficiência. As voltagens de entrada são entre 200 a 2000 volts, as voltagens de saída variam de 200 a 3.000 volts, kVA de 25 até mais de 3.000 kVA e as frequências de 300 Hz a 10 kHz..
Transformadores do tipo toroidal
Transformadores toroidais são usados geralmente em aplicações de fusão, forjaria, têmpera e recozimento. A construção de um transformador do tipo toroidal usa de uma construção de núcleo toroidal com tubulação redonda de cobre enrolado ao núcleo. É refrigerado à água e é encapsulado. São geralmente mais eficientes que os transformadores de lâminas. Uma desvantagem de ser encapsulado é o de que na maior parte das vezes não são desmontáveis para reparos. A voltagem de saída poderia ser menor, mas são geralmente mais altas que as voltagens de entrada, e os “taps” são previstos para atender a faixa de voltagem requerida. As voltagens são entre 200 a 2.000 volts, as voltagens de saída de 200 a 3.000 volts, kVA de 50 até acima de 1.500 kVA e as frequências de 300 Hz a 10 kHz.
Manutenção de transformadores
Como regra geral, quando os transformadores são refrigerados à água, a maioria dos defeitos acontece devido a danos no isolamento entre as espiras. Normalmente isto é devido à falta de água, qualidade insatisfatória da água, a temperatura da água de entrada muito alta ou operação do transformador fora das suas especificações. O defeito no isolamento muitas vezes é causado pelo ambiente adverso ao qual o transformador é submetido. Outra falha que ocorre comumente pode ser o derretimento da conexão de saída (rabo de peixe), que é causado pelo aperto impróprio (o torque recomendado é de 30 – 40 pés/libra), ou a manutenção do indutor, que inclui superfícies sujas ou oxidadas do indutor ou superfície rabo de peixe.
Há ocorrências quando falha o núcleo. Novamente isto pode ser causado pela falta de água, qualidade imprópria da água, as voltagens de entrada por volta (turno) são muito altas (excedendo a limitação de perda da temperatura do núcleo) e uso, impróprio da frequência. Um dos melhores investimentos que você pode fazer é em um projeto bem bolado para a água de resfriamento. Isto se paga por si só pela redução das falhas dos componentes e redução do tempo parado (ocioso). A manutenção apropriada da conexões do indutor e do transformador também ajudarão bastante.
