Los transformadores son máquinas eléctricas estáticas, cuya misión es aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico. Cuando el valor de la tensión eléctrica se eleva para obtener una tensión mayor al transformador se le denomina elevador; si por el contrario el valor de la tensión se reduce y entrega a otro menor el transformador se conoce como reductor. Son parte esencial de los sistemas eléctricos (generación, transmisión y distribución), permiten el transporte de la electricidad desde lugares distantes hasta los centros de consumo. De igual forma permiten optimizar la distribución de la corriente alterna, utilizando los niveles de tensión más apropiados y económicos para cada sector. En su forma más simple el transformador esta formado por dos bobinas devanadas sobre un núcleo cerrado de acero al silicio. Las bobinas o devanados se denominan: primario y secundario.
Gracias al fenómeno de inducción electromagnética descubierto por Michael Faraday en 1831, la invención del transformador en 1884 representó un avance incalculable en lo referente a la transmisión y distribución de la energía eléctrica. El primer sistema comercial de corriente alterna que utilizó transformadores se puso en operación en 1886, en Great Barrington, Mass, Estados Unidos.
Los principales componentes de un transformador son: el núcleo y las bobinas. Para su operación e instalación el transformador requiere de otros componentes y accesorios que le ayudaran al enfriamiento, a monitorear su temperatura y lograr que sea mas segura en su operación, estos pueden ser: aislamientos, herrajes, terminales y conexiones, tanque, radiadores y medidores de temperatura.
En su proceso de transformación (operación) estas máquinas estáticas tienen pérdidas de energía que se producen en sus dos principales componentes:
1. El núcleo:
•El núcleo esta formado por delgadas láminas de acero que en su operación presenta algunas pérdidas. Las pérdidas en este componente se denominan “pérdidas en el hierro” y esta formada por las corrientes parásitas en el núcleo (corrientes de Foucault) y pérdidas de magnetización (ciclo de histéresis), son menores si el laminado que forma el núcleo es de menor espesor (mas delgadas), es decir, la eficiencia del transformador aumenta al disminuir el grosor de las láminas que forman su núcleo. Es un transformador de mejores características técnicas, su precio es mayor.
2. Bobinas (devanado):
• Las bobinas son alambres o láminas de cobre enrolladas alrededor del núcleo. Las pérdidas en las bobinas (también llamado pérdida en el bobinado o pérdida por efecto Joule) se deben a la pequeñísima resistencia que presenta la bobina al paso de la corriente eléctrica, para disminuir la resistencia se incrementa la cantidad (la sección transversal) de cobre utilizado, disminuyen las pérdidas y el calor generado en el transformador. Al incrementar la cantidad de cobre utilizado se aumenta la eficiencia del transformador dando lugar a los transformadores denominados de Alta Eficiencia.
Los devanados de cobre se prefieren por su comprobada alta eficiencia, su baja resistencia a la corriente eléctrica, su maleabilidad y ductibilidad, y porque son cien por ciento reciclables, entre otras bondades.
Los transformadores de Alta Eficiencia comparados con los denominados, estándar o convencionales, tienen un precio de adquisición mayor, sin embargo al tener mayor eficiencia, el costo operativo disminuye haciéndolo altamente atractivo para instalaciones nuevas o para sustituir a los convencionales en operación aún y cuando todavía le queden algunos años de vida útil. EL tempo de recuperación de la inversión es de uno a tres años (dependiendo de la aplicación) con un tiempo de vida mayor a treinta años, resulta una buena selección.
Los transformadores de alta eficiencia ayudan a proteger el medio ambiente ya que al tener menos pérdidas se requiere quemar menos combustible fósil para generar energía eléctrica ya que se desperdicia en menor cantidad.
Los transformadores de alta eficiencia poseen muchas ventajas respecto a los convencionales:
• Tienen menos perdidas, por lo que se reduce el consumo de energía.
• Tienen devanados de cobre, cuyas características técnicas son superiores.
• Generan menor calor. Incrementando su vida útil.
• El uso de cobre ayuda a mejorar el diseño, el desempeño y sus características de operación.
• Son más amigables con el medio ambiente y reducen la huella de carbono.
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