Os transformadores de controlo permitem a adaptação de máquinas e sistemas a diferentes tensões e tipos de rede em todo o mundo. Aumentam a fiabilidade funcional dos sistemas de controlo elétrico em caso de sobretensão e subtensão constantes na rede, devido aos taps adicionais standard de +/- 5% da tensão primária. Em caso de avaria, os transformadores de controlo amortecem o nível da corrente de curto-circuito e permitem que os circuitos auxiliares sejam operados sem serem descobertos.
Um transformador é constituído por um circuito magnético, conhecido como núcleo. O núcleo tem dois enrolamentos através dos quais a corrente flui, o chamado enrolamento primário e o enrolamento secundário. Se for aplicada uma tensão eléctrica alternada ao enrolamento primário, começa a fluir uma corrente alternada através do enrolamento primário. Esta corrente alternada gera um campo magnético no enrolamento, que altera a sua intensidade e frequência com a fonte de corrente alternada. O fluxo magnético do transformador muda com a frequência da tensão CA. Os transformadores de rede são normalmente enrolados com isolamento galvânico.
A tecnologia de fabrico do núcleo e a qualidade do núcleo do transformador utilizado têm um efeito no circuito magnético. Idealmente, o circuito magnético de um transformador (campo magnético) deve gerar baixas perdas por correntes de Foucault e ter baixas perdas por remagnetização (perdas por histerese). Outro aspeto são as resistências no enrolamento de um transformador. As perdas no enrolamento só podem ser reduzidas com enrolamentos em camadas e ordenados nas bobinas primária e secundária e com o melhor metal de enrolamento. A tensão é regulada pelo número de voltas da bobina. A intensidade da corrente determina o diâmetro do metal de enrolamento.
Com exceção da prata, o cobre tem o melhor valor de condutividade com γ = 56. O alumínio, por outro lado, tem apenas γ = 36. O alumínio segue-se com uma diferença de cerca de 35 por cento. O cobre é, portanto, o melhor metal e o alumínio “apenas” o segundo melhor dos materiais condutores de energia eléctrica técnica e economicamente utilizáveis. Todos os outros metais não podem ser considerados condutores, e as ligas têm geralmente uma condutividade consideravelmente mais baixa do que os metais puros. A prata e o ouro estão completamente excluídos devido ao seu elevado preço.
Um transformador é essencialmente constituído por duas ou mais bobinas e um núcleo de ferro comum. Os enrolamentos de um transformador são geralmente feitos de fio de cobre isolado e são enrolados no núcleo de ferro. A tensão de entrada é aplicada ao enrolamento primário do transformador. É por esta razão que a bobina do enrolamento primário é frequentemente designada por bobina primária. A tensão alternada na bobina primária cria um campo magnético alternado devido à indutividade. O fluxo magnético passa através da bobina secundária com a ajuda do núcleo de ferro. Por conseguinte, a tensão de saída pode ser obtida a partir do lado secundário do transformador. Correspondendo ao lado primário, a bobina do lado secundário é designada por bobina secundária. O rácio de enrolamento da bobina primária e secundária define se a tensão de saída é inferior ou superior à tensão de entrada. Se o número de espiras da bobina secundária for superior ao da bobina primária, a tensão de saída é superior à tensão de entrada. No entanto, se o número de espiras da bobina secundária for inferior, a tensão de saída é inferior à tensão de entrada. Se ambas as bobinas tiverem o mesmo número de voltas de fio à sua volta, a tensão de saída é igual à tensão de entrada. Um transformador de rede funciona principalmente com tensão alternada. O rácio do número de enrolamentos é decisivo para a alteração da potência, tensão ou corrente. N1/N2. É importante notar que o transformador pode aumentar ou diminuir a tensão ou a corrente. A respectiva contrapartida diminuirá ou aumentará na mesma medida.
A potência nominal de um transformador é expressa em VA ou kVA (VA significa volt-ampere e é a unidade de medida da potência eléctrica aparente, kVA significa kilovolt-ampere).
O transformador de controlo tem enrolamentos eletricamente separados de acordo com a norma EN61558-2-2 e é utilizado para alimentar circuitos auxiliares. Os transformadores de controlo têm uma baixa queda de tensão com uma carga indutiva. De acordo com a norma DIN VDE 0113 Parte 1, deve ser previsto um transformador de controlo nas instalações eléctricas se: As máquinas e os sistemas tiverem mais de 5 bobinas de acionamento eletromagnético, relés, contactores, etc., os dispositivos de controlo e de sinalização estiverem instalados fora dos armários de controlo e das máquinas ou se forem fornecidos circuitos electrónicos de controlo ou de sinalização.
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