El transformador de aislamiento es una fuente de alimentación de seguridad. Normalmente se utiliza para el mantenimiento y la reparación de máquinas, y cumple funciones de protección, protección contra rayos y filtrado.
El principio de funcionamiento de un transformador de aislamiento es el mismo que el de un transformador convencional: ambos aprovechan el principio de inducción electromagnética. Un transformador de aislamiento (aunque no todos) suele ser un transformador 1:1. Dado que el devanado secundario no está conectado a tierra, no existe diferencia de potencial entre ninguno de los conductores secundarios y tierra, lo que lo hace seguro de usar. Se emplea comúnmente como fuente de alimentación para mantenimiento.
Las fuentes de alimentación para transformadores de control y equipos de tubos de vacío también son transformadores de aislamiento. Por ejemplo, los amplificadores de tubos de vacío, las radios de tubos de vacío y los osciloscopios, así como los transformadores de control para tornos, etc., todos incorporan transformadores de aislamiento. Por ejemplo, un transformador de aislamiento 1:1 se utiliza comúnmente para el mantenimiento seguro de televisores en color. También se emplea en acondicionadores de aire.
Normalmente, la tensión de la fuente de alimentación de corriente alterna que utilizamos tiene un conductor conectado a tierra, mientras que el otro conductor presenta una diferencia de potencial de 220 V respecto a tierra. El contacto con este último puede provocar una descarga eléctrica. Sin embargo, el secundario del transformador de aislamiento no está conectado a tierra, y no existe diferencia de potencial entre ninguno de sus dos conductores y tierra. Por lo tanto, cuando una persona toca cualquiera de los conductores, no sufrirá una descarga eléctrica, lo que lo hace mucho más seguro.
En segundo lugar, los terminales de salida y entrada del transformador de aislamiento están completamente "aislados" entre sí. Esto filtra eficazmente el terminal de entrada del transformador (la tensión de alimentación de la red), proporcionando un buen efecto de filtrado para la fuente de alimentación de entrada. Así, suministra una tensión de alimentación pura a los equipos eléctricos.
Otra aplicación es la prevención de interferencias. Puede utilizarse ampliamente en lugares como metros, edificios altos, aeropuertos, estaciones, muelles, empresas industriales y mineras, y sistemas de distribución eléctrica en túneles.
Un transformador de aislamiento es un tipo de transformador en el que el devanado de entrada y el devanado de salida están eléctricamente aislados entre sí. Se utiliza para prevenir el peligro que podría surgir al tocar accidentalmente partes activas (o componentes metálicos que podrían volverse activos debido a una falla del aislamiento) y la tierra. Su principio de funcionamiento es el mismo que el de un transformador común de tipo seco, que también aprovecha el principio de inducción electromagnética. Su función principal es aislar el circuito primario de alimentación y dejar flotante el circuito secundario con respecto a tierra, garantizando así la seguridad eléctrica.
Función
Las funciones principales del transformador de aislamiento son: aislar completamente los componentes eléctricos de los lados primario y secundario, y aislar todo el circuito. Además, aprovechando la característica de pérdida de alta frecuencia de su núcleo, puede suprimir la transmisión de ruido de alta frecuencia al circuito de control. Al utilizar el transformador de aislamiento, el lado secundario queda flotante con respecto a tierra, lo que solo puede emplearse en situaciones donde el rango de suministro de energía es pequeño y la longitud de la línea es corta. En este caso, la corriente capacitiva a tierra del sistema es tan pequeña que no es suficiente para causar daño al cuerpo humano. Otra función muy importante es proteger la seguridad personal: aislar tensiones peligrosas.
Con el desarrollo continuo del sistema eléctrico, los transformadores, como equipos clave en dicho sistema, desempeñan un papel cada vez más importante. Su funcionamiento seguro afecta directamente la fiabilidad del funcionamiento global del sistema eléctrico. La deformación del devanado de un transformador se refiere a los cambios en las dimensiones axial y radial, al desplazamiento del cuerpo y a la torsión del devanado que ocurren cuando este se somete a fuerzas. Las principales causas de dicha deformación son dos: por un lado, los transformadores inevitablemente experimentan fallos por cortocircuitos externos durante su operación; por otro lado, ocurren accidentes como colisiones durante el transporte y la elevación de los transformadores.
Potencia
El flujo del núcleo del transformador está relacionado con el voltaje aplicado. La corriente de excitación no aumenta con el incremento de la carga. Aunque el núcleo no se saturará debido al aumento de la carga, las pérdidas óhmicas en la bobina sí aumentarán, superando la capacidad nominal. Como el calor generado en la bobina no puede disiparse a tiempo, esta se dañará. Si la bobina está compuesta de materiales superconductores, un aumento de la corriente no provocará calentamiento, pero aún existirán campos magnéticos de fuga que generan impedancia interna en el transformador. Un aumento de la corriente provocará una disminución del voltaje de salida: cuanto mayor sea la corriente, menor será el voltaje de salida. Por lo tanto, la potencia de salida del transformador no puede ser infinita. Si el transformador no tuviera impedancia, al circular corriente se generarían fuerzas electromagnéticas muy elevadas, capaces de dañar fácilmente las bobinas. Aunque la potencia sería teóricamente infinita, no sería utilizable. Solo puede afirmarse que, con el avance de los materiales superconductores y de los materiales para núcleos, la potencia de salida de un transformador de igual volumen o peso aumentará, pero nunca será infinita.
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