¿Qué sucede si conecto en paralelo dos transformadores primarios de tamaño algo diferente?

Tengo un pequeño transformador de potencia toroidal, quizás 20VA, de unos 7 cm de diámetro exterior; el área de la sección transversal del núcleo es de aproximadamente dieciséis × 22 metro metro = 350 metro metro 2 . Espero que sea un núcleo de acero al silicio enrollado.

Obtuve un puñado de estos por $ 3 USD cada uno en la tienda local de excedentes de productos electrónicos (Halted en Santa Clara, CA) y los estoy usando para experimentar con el bobinado de mis propios transformadores. Quiero reutilizar el primario si es posible, ya que a aproximadamente 13 vueltas/voltio es probable que sean 1500 vueltas más o menos y hasta ahora estoy enrollando toroides a mano.

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Tiene dos devanados primarios y tres cables, etiquetados 0-115-220.

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No tengo claro si la intención del diseño es usar el devanado BK-OR solo para 120 VCA de EE. UU. o si los devanados BK-OR y OR-BR están destinados a conectarse en paralelo para ese voltaje.

Haciendo la aritmética en las especificaciones de la etiqueta, el devanado OR-BR es para 105 VCA. De hecho, los dos devanados tienen diferente resistencia y diferentes inductancias, 28.7 Ω contra 52.1 Ω y 13.0 H contra 11.2 H (@100Hz) respectivamente.

Concluyo de la diferencia en la inductancia que las vueltas de los dos devanados primarios son aproximadamente proporcionales a la caída de voltaje para la que cada uno está diseñado (115 y 105 V respectivamente, considerando L proporcional a norte 2 ). De las mediciones de resistencia concluyo que el devanado OR-BR usa un cable más delgado; debe tener menos vueltas pero tiene mayor resistencia.

Así que supongo que estoy respondiendo a mi propia pregunta en el sentido de que el cable más delgado parece indicar claramente que el devanado OR-BR está diseñado para usarse solo y solo cuando sea necesario, y el devanado de 115 V está sobrediseñado cuando se usa como parte de el devanado de 220 V.

Pero solo por curiosidad, ¿qué sucedería si los dos devanados primarios estuvieran conectados en paralelo a 120 VCA? Estoy pensando que no es una idea particularmente buena, pero no estoy muy seguro de qué comportamiento se podría predecir.

También tengo curiosidad si esta es una práctica común de diseño de transformadores. Parece que sería más económico enrollar un devanado bifilar del mismo número de vueltas, digamos para 120/240 VAC y luego usarlos en paralelo o en serie dependiendo. ¿Por qué un diseñador preferiría esta configuración en su lugar?

Respuestas (2)

Los japoneses (cuando los transformadores de red de 50/60 Hz todavía eran viables) a menudo usaban un calibre de cable más ligero para la mitad "superior" del devanado de 230 V (o lo que sea). Los fabricantes norteamericanos, según mi experiencia, no tanto.

No creo que el devanado bifilar sea bueno debido a consideraciones de aislamiento cuando están en serie. Está bien cuando están en paralelo (ya veces se usan debido al efecto de piel o simplemente para obtener un calibre más pesado), pero creo que es una mala práctica depender del aislamiento del cable para obtener mucho voltaje de ruptura. Si interrumpe la entrada al transformador con un interruptor, aparecerá una gran cantidad de voltaje en el devanado primario, y la mitad de eso sería de cable a cable con un devanado bifilar.

No puede conectarlos en paralelo debido al CT, pero de todos modos no sería una muy buena idea: la diferencia en el número de vueltas significa que el transformador se sobrecalentaría rápidamente.

Por "cuando ... los transformadores de red aún eran viables", ¿quiere decir antes de que las fuentes de alimentación conmutadas se volvieran tan baratas? ¿O tal vez cuando las eficiencias más bajas eran aceptables?
Un punto muy interesante sobre la diferencia de potencial de cable a cable, no lo había considerado en absoluto. Pude ver dónde en una situación de conmutación (supongo que el interruptor principal de encendido / apagado) que sin un desaire cuidadoso podría tener una tensión muy alta en el aislamiento. Los transformadores seguro que tienen muchas sutilezas :)
@scanny Sí, antes de que casi todos los productos usaran un suministro de conmutación. Las eficiencias fueron menores debido a las laminaciones baratas utilizadas en los suministros de enchufes de pared; los buenos transformadores cuestan un poco más.

Su evaluación es correcta sobre el cable más delgado para el cableado de naranja a marrón; así es como leería la medición de resistencia, es decir, no puede usar naranja a marrón para el primario de 105 V CA porque tiene demasiada resistencia. Está bien cuando se usa como bobinado parcial en una aplicación de 230 V, por supuesto.

En cuanto a conectarlos en paralelo, no es un arranque: solo puede conectar de manera realista el marrón al negro y luego tendrá dos devanados en paralelo, pero en la fase antifase, la inductancia neta se vuelve cero y los fusibles se funden.

También tengo curiosidad si esta es una práctica común de diseño de transformadores. Parece que sería más económico enrollar un devanado bifilar del mismo número de vueltas, digamos para 120/240 VAC y luego usarlos en paralelo o en serie dependiendo. ¿Por qué un diseñador preferiría esta configuración en su lugar?

Veo algunas primarias de 230 V/115 V CA, pero no es económico enrollar entonces bifilar, me imagino. Dicho esto, estoy seguro de haber visto dos devanados separados que pueden ser paralelos o en serie, pero no habrían sido devanados bifilar (suposición informada más que nada).

¡Ah, sí, el viejo quema el transformador en paralelo usando la situación del grifo central! Por alguna razón, me perdí por completo que para los devanados paralelos necesitarías cuatro cables para poder alinear correctamente los "puntos" de fase tanto para serie como para paralelo :) Así que solo por curiosidad, digamos que entré allí y "separé" el centro toque y obtuve la fase correcta, y de alguna manera la corriente se limitó a 10 VA en lugar de 20, por lo que no quemé el cable más delgado, ¿funcionaría un cableado paralelo o se quemaría también debido a la cuenta de vueltas no coincidentes?