Interessante artigo postado por Dilbert , sobre uma consulta feita a um dos fabricantes nesta versão de transformadores.
a pergunta ?
- Esse DH tem como ter uma ideia do "nivel" dele na rede ?
A respostada dada este no final deste artigo.
Com o uso de no-break´s de última geração, onde se
reduziu tamanho e espaço, no entanto, as novas
tecnologias praticamente não usam mais
transformadores. Este dimensional menor permitiu a sua
aplicação em rack´s de informatica por exemplo.
O que fazer quando é necessário uma isolação galvânica
ou uma situação combinada com tensão de saída diferente
da entrada.
A respostava foi o uso de transformadores toroidais que são
muito menores em relação aos tradicionais, permitindo o
uso em conjunto com os novos no-breaks.
http://blogdonevesja.blogspot.com.br/2013/09/as-novas-
tecnologias-de-no-breaks.html
Vamos a resposta do Fabricante com informações completas
da tecnologia,uso,problemas e soluçoes;
" Email que recebi da Toroid do Brasil
- segue a íntegra, créditos também ao amigo Angelo Lopes que coincidentemente enviou no mesmo dia que eu email sobre a questão:"Primeiramente, acredito que este tipo de discussão, sempre levantará polêmicas. Como temos contato com diversos fabricantes de equipamentos de
áudio, dos quais somos - ou já fomos - fornecedores, além de diversos outros equipamentos, de outras áreas, como médico-odontológico, telecomunicações, controles de potência, automação industrial, no-breaks, e até robôs submarinos utilizados pela Petrobras, notamos que, um técnico com bom senso, admitirá que não há uma "solução definitiva" ou uma "verdade absoluta".
Alguns fenômenos físicos envolvidos certamente (não todos, mas alguns) fogem da nossa possibilidade de verificação em laboratórios, ou até mesmo, do nosso completo domínio. Mas, dentro daquilo que conhecemos e temos experiência e para respondermos, faremos os comentários a seguir.
Um transformador elétrico envolve, basicamente (e sem querer ser óbvio), a transformação de energia. Mas não a simples transformação de uma tensão
maior em uma menor, ou vice-versa. Mas, transformar energia "elétrica", em energia "magnética" e, posteriormente, em energia "elétrica" novamente.
Sendo assim, elementos como o condutor utilizado, o meio magnético (núcleo) e a disposição dos enrolamentos são fundamentais para o resultado dessa "transformação".
Após lermos o artigo escrito pelo Prof. Jorge Knirsch, "Transformador, um mal necessário", gostaríamos de esclarecer alguns pontos.
1) A distorção harmônica (vamos abreviar para DH daqui para frente), é introduzida principalmente por elementos magnéticos com núcleo saturado.
Para maiores detalhes, sugiro a leitura de um manual disponível no site do PROCOBRE em ; http://www.procobre.org/br/_configStuff/docs/uploaded/harmonic.pdf .
Um transformador, quando é dimensionado corretamente e trabalha dentro das
condições especificadas pelo fabricante, não apresenta núcleo saturado,então, não introduz DH na linha de alimentação. Um transformador mal
dimensionado, que leve o núcleo magnético a saturar, introduzirá DH na
linha. Da mesma forma, motores elétricos ou qualquer outro equipamento com núcleo magnético. Detalhe: reatores de lâmpadas, por exemplo, trabalham com núcleo saturado e introduzem DH na linha.
Equipamentos como fontes chaveadas de computadores, reatores "eletrônicos" para lâmpadas são causa de grande sujeira na rede. Mesmo os modelos ditos "de alto fator de potência", que são melhores sem dúvida, pois tem perdas menores, mas ainda assim, devido ao chaveamento, sujam a rede.
Importante ressaltar o seguinte: há DH nas linhas de alimetação, e haverá cada vez mais, devido à grande quantidade de aparelhos elétricos presentes.
Muitas vezes, o projetista desconhece que, na sua rede, haverá essa sujeira toda e compra um transformador "normal". Esse transformador funcionaria perfeitamente em redes "normais", sem DH. Mas, quando é alimentado por uma rede elétrica cheia de DH, o núcleo satura, colocando ainda mais DH na rede.
Isso é realmente crítico.
Porém, para eliminar isso, basta especificar ao fabricante de transformadores que haverá DH na rede. Com isso, um fabricante de transformadores "honesto", pode dimensionar o transformador para trabalhar com esse tipo de alimentação. Ou seja, além de suportar a DH presente na entrada, não poluirá ainda mais a rede. Então, podemos afirmar que um transformador, se usado dentro das características para as quais foi projetado, apresenta THD (taxa de distorção harmônica) igual a zero. Isso é valido para o elemento magnético apenas (o transformador, nesse caso). Se considerarmos uma fonte de alimentação, com retificadores e filtro, a situação é outra.
Mas então, vocês podem estar se perguntado: "o que fazer para eliminar a DH?".
Bom, se a intenção é "eliminar", melhor vocês esquecerem os equipamentos de áudio de vocês, e só ouvirem concertos musicais "ao vivo", e sem nenhum
microfone ou amplificador presente. Sim, porque a maioria dos equipamentos de áudio (ou melhor, todos os que eu conheço) produzem DH !!! Afinal, todos
eles tem algum tipo de fonte de alimentação linear, com retificadores e filtro. Ou, em alguns casos, fontes chaveadas, que são ainda piores em termos de DH. E, conforme podemos ver na pág. 33 do manual citado acima, essa inocente "fontezinha", coloca DH na linha. Não necessariamente no equipamento alimentado, mas principalmente, essa DH pode voltar para a rede
elétrica, através do transformador.
Falando claramente: mesmo que você tenha uma linha completamente LIMPA, seja após filtros ou na saída de um "no-break" perfeitamente senoidal, a própria fonte do equipamento de áudio estará aplicando DH na linha. Cada fabricante de equipamento de áudio, deve especificar a THD que seu equipamento apresenta. Mesmo pequena, ela sempre existirá.
Mas, se a intenção é "atenuar" a DH, então existem algumas alternativas:
a) Manter a alimentação do equipamento de áudio o mais próximo possível daquilo que o fabricante recomenda, através de estabilizadores ou
"no-breaks" de boa qualidade. Variações na alimentação fazem com que as características do equipamento também "variem", mesmo os equipamentos com fontes reguladas.
b) Filtros de entrada "passivos", sintonizados em 60 Hz. Embora isso somente seja viável para cargas praticamente constantes, o que não é o caso dos
amplificadores de áudio onde a carga varia conforme o sinal de entrada.
Existem filtros "ativos" modernos que, baseados em DSP (Processadores de sinais digitais), podem "consertar" a senóide, entregando na saída uma alimentação muito boa.
c) No-breaks "on-line", aqueles que, independente da presença ou não de tensão na entrada, literalmente constróem uma nova senóide para entregar
tensão limpa na saída.
d) Aumentar a impedância da linha. Isso pode ser conseguido colocando-se indutores ou simplesmente afastando o máximo possível o equipamento de áudio da fonte geradora de DH. Mas, esse "afastando" não é só afastar fisicamente. Significa que deverá estar em "um circuito elétrico separado" da fonte geradora de DH. Um exemplo simples: ligue uma lâmpada fluorescente, dessas "chinesas" que vendem por aí, na mesma tomada de energia de um aparelho de áudio. Fique ligando e desligando essa lâmpada. Haverá uma "chiadeira" no áudio. Agora, ligue essa lâmpada num lugar distante da casa, seja no mesmo circuito elétrico ou num circuito diferente. Certamente o ruído desaparecerá ou diminuirá consideravelmente. Alguns exemplos abaixo:
- Se você ligou no mesmo circuito, mas numa tomada distante, haverá ruído, mas será menor.
- Se você ligou num circuito diferente, mas na mesma "fase" da rede elétrica, o ruído diminuirá ainda mais.
- Se foi ligado em um circuito diferente, e numa "fase" diferente, o ruído quase desaparece.
- Se você for incomodar o vizinho, e ligar a lâmpada fluorescente na casa dele, então certamente o ruído desaparecerá, pois o "caminho" a DH deverá
percorrer até o equipamento de áudio é bem maior, havendo então grande atenuação.
O que pretendemos mostrar é que, impedâncias em série com a linha de alimentação, desde que não façam uso de núcleo saturado, diminuem tanto a DH como outros ruídos induzidos na linha. Apenas cuidar com outro ponto: sempre haverá presença de ruídos através de EMI (electro magnetic interference) induzidos por motores de eletrodomésticos, transformadores, transmissores de rádio e outros. Os cabos de áudio (ou de telefones, de dados, de vídeo) devem ser blindados e permanecerem afastados dessas fontes de "interferência eletromagnética".
- Transformadores, induzem ruído em 60 Hz: então, afastar os cabos de áudio, vídeo e dados, mas sem problemas para os cabos de alimentação.
- Motores com escovas (eletrodomésticos como aspiradores de pó, liquidificadores), induzem ruídos em 60 Hz e em freqüências maiores, na faixa de kHz. Então, manter afastados os cabos de áudio, vídeo, dados e também os que vão alimentar os equipamentos sensíveis.
- Fontes chaveadas de computador, reatores eletrônicos de lâmpadas: embora sejam uma fonte enorme de EMI, geralmente são blindados, ou seja, o ruído de EMI fica confinado ao gabinete ou caixa metálica desses equipamentos. Então, em termos de EMI, não são tão críticos. Mesmo assim, deve ser evitado passar cabos de áudio próximos a eles.
2) Outro ponto do referido artigo, que gostaríamos de corrigir é que o peso de um transformador nada tem haver com a DH introduzida por ele na linha.
Como já mencionamos acima, se um transformador for usado dentro das características para as quais foi projetado, não introduzirá DH, independente do peso. Porém, para suportar redes com alta DH, o
transformador será "maior e mais pesado" se comparado com outro que não foi projetado para suportar essa condição.
3) Os materiais utilizados pela Toroid do Brasil.
Só utilizamos aço GO (grão orientado), especificação M4, da Acesita (Brasil) ou de procedência japonesa, também especificação M4. Essa especificação, M4, M5, M3, etc., é internacional, ou seja, um aço M4 brasileiro ou japonês, tem as mesmas propriedades. Só para comparar, nossa matriz, nos EUA, usa aço M5 e M4 (quanto menor o número após o "M", melhor o aço), fabricado nos EUA, no Japão e até mesmo no Brasil. Isso mesmo, o aço nacional é exportado para o mundo todo. Aliás, isso tem feito o preço do aço no mercado interno subir muito (quase 100% só esse ano), pois a Acesita está exportando muito, o que tem aumentado a demanda e o preço.
Após a fabricação do núcleo (nós mesmos fabricamos nossos núcleos, o que nos dá maior flexibilidade para conseguirmos dimensões variadas), o mesmo tem que sofrer um processo térmico. Colocam-se os núcleos em um forno e eleva-se a temperatura até 820ºC, para retirar as tensões presente no aço. Se esse processo térmico não for realizado, ou for com temperaturas inferiores a 805ºC, de nada adianta ser toroidal, pois haverá perdas muito maiores no núcleo (cerca de 10 vezes maiores), além de o núcleo saturar com tensões menores do que o projetado.
Importantíssimo lembrar que, os transformadores convencionais, do tipo E/I, em sua grande maioria (arriscaríamos dizer que 99%), usam aço silício GNO
(grão não orientado), muito inferior ao GO que utilizamos. Existe a possibilidade de fazer um transformador E/I com chapa GO, porém isso o torna
mais caro e só é utilizado em aplicações especiais. Ainda assim, se compararmos um transformador E/I com um transformador toroidal, ambos com
chapa GO, o toroidal será menor e mais leve, além de possuir outras vantagens que abordaremos mais adiante.
Quanto ao condutor elétrico (fio), só utilizamos COBRE em nossos transformadores. E, acredito que a maioria dos fabricantes de transformadores também utilize apenas fios de cobre. O alumínio é geralmente
utilizado por fabricantes de motores elétricos, em alguns de seus modelos.
Isso é o que temos notado nas trefilações que já visitamos (nossos fornecedores), onde 90% da produção é de fios de cobre. Apenas 10%,
aproximadamente, é de fios de alumínio. E arrisco afirmar que, somente grandes fabricantes de motor ou transformador tem acesso a fios de alumínio,
devido a necessidade de se comprar grandes quantidades. Se algum fabricante pequeno está utilizando fio de alumínio, ou é fio reaproveitado (desmanche) ou algum lote que foi leiloado por alguma empresa grande que faliu, por exemplo. Mas, mesmo assim, se um transformador é corretamente dimensionado para utilizar fio de alumínio, embora seu tamanho final seja maior que o seu similar em cobre, funcionará tão bem quanto este. Ou seja, o fato de usar cobre ou alumínio no enrolamento do transformador, não afeta seu rendimento (embora, pode-se afirmar que o alumínio apresentaria uma dissipação de calor maior).
O vergalhão de cobre produzido no Brasil, da marca Caraíba, é de excelente qualidade, sendo inclusive exportado. Porém, há outros fabricantes de
vergalhão, da qualidade inferior. A Toroid do Brasil usa fio de cobre de apenas dois fornecedores, ambos utilizando vergalhão Caraíba. Para comprovar a qualidade do cobre nacional, basta mencionar que fabricantes como WEG Motores, EMBRACO, ARNO e outros, exportam seus produtos para o mundo todo, com qualidade tão boa quanto ou até melhor que europeus, norte americanos ou asiáticos.
E, finalmente, a Toroid do Brasil enrola seus transformadores com máquinas específicas para isso, fabricadas na Alemanha e nos EUA, que são as melhores para bobinagem de núcleos toroidais. Também, hoje projetamos nossas próprias máquinas, totalmente compatíveis com as importadas. Só assim é possível viabilizar uma fábrica de transformadores toroidais no Brasil, pois uma (e apenas uma) máquina importada dos EUA ou Alemanha custa próximo dos R$ 100.000,00. Além disso tudo, há outros componentes, como isoladores em nylon usados nos núcleos, que não são disponíveis no mercado, exigindo ferramental próprio (e caro) para isso. Ou seja, esse tipo de negócio não é para qualquer "aventureiro" que pretende produzir toroidais no quintal de casa.
Empresas que enrolam toroidais "a mão", ou com máquinas improvisadas ou antigas, certamente terão dificuldade para colocar no núcleo todo o cobre
necessário para um bom funcionamento. Explicando melhor, uma boa máquina é capaz de tencionar bem o fio, sem estragá-lo. Dessa forma, pode-se colocar
mais espiras no espaço interno de um núcleo. Se for enrolado a mão, ou em uma máquina que não tenciona bem, o fio ocupará maior espaço interno no
núcleo, ou seja, a solução é "colocar menos espiras". Assim, o transformador trabalha "no limite" ou "prá lá do limite", ocasionando os problemas
mencionado pelo Prof. Knirsch em seu artigo. Particularmente, sei de "empresas" fazendo coisas como as expostas acima:
enrolando a mão, usando aço que não é GO, não fazendo o necessário recozimento no núcleo, além de utilizar materiais impróprios para o isolamento de toroidais. Não é difícil abrirmos amplificadores nacionais (alguns até de marcas famosas) e encontrarmos toroidais com acabamento em "cadarço de algodão" e um poliéster sobre ele. Onde o certo é usar apenas o filme de poliéter, de boa precedência (DuPont ou Rhodia), classe H (155ºC).
Ora, se é para utilizar cadarço de algodão, que é um processo utilizado em motores, e até mesmo em alguns transformadores, deve-se obrigatoriamente
impregnar o cadarço com verniz para uso elétrico (130, 155 ou 180ºC). Deixar o cadarço de algodão "sem verniz", torna-o um elemento combustível, ou seja, vai propagar uma eventual chama.
4) Entreferro em transformadores.
Os núcleos toroidais são construídos com uma fita contínua: imagine um rolo de fita crepe, por exemplo, mas em nosso caso, é uma fita metálica. Assim,
não possuem entreferro, que chamamos de "gap". A presença de gaps faz com que um núcleo magnético aumente bastante a emissão eletromagnética (ou
dispersão magnética), ou seja, o campo eletromagnético "ao redor do transformador" é maior com a presença de gaps. Qualquer outra geometria de
núcleo, que não a toroidal, possuirá gaps. Nos núcleos E/I, são 3 gaps, nos núcleos U/I ou tipo "C", são 2 gaps. Experimentem colocar um microfone
próximo a um transformador (quanto maior o transformador, mais intenso é o campo irradiado):
- Nos modelos convencionais, tipo E/I: haverá um "zumbido" captado pelo microfone.
- Nos modelos com núcleo tipo "C", o "zumbido" é ainda maior. Embora com um gap a menos que o E/I, a forma construtiva provoca uma alta dispersão
magnética.
- Nos transformadores toroidais, o "zumbido" será o menor de todos (e em alguns casos, nem será captado pelo microfone). Há técnicas de enrolamento
que diminuem ainda mais a dispersão magnética no toroidal.
Só utilizamos aço GO (grão orientado), especificação M4, da Acesita (Brasil) ou de procedência japonesa, também especificação M4. Essa especificação, M4, M5, M3, etc., é internacional, ou seja, um aço M4 brasileiro ou japonês, tem as mesmas propriedades. Só para comparar, nossa matriz, nos EUA, usa aço M5 e M4 (quanto menor o número após o "M", melhor o aço), fabricado nos EUA, no Japão e até mesmo no Brasil. Isso mesmo, o aço nacional é exportado para o mundo todo. Aliás, isso tem feito o preço do aço no mercado interno subir muito (quase 100% só esse ano), pois a Acesita está exportando muito, o que tem aumentado a demanda e o preço.
Após a fabricação do núcleo (nós mesmos fabricamos nossos núcleos, o que nos dá maior flexibilidade para conseguirmos dimensões variadas), o mesmo tem que sofrer um processo térmico. Colocam-se os núcleos em um forno e eleva-se a temperatura até 820ºC, para retirar as tensões presente no aço. Se esse processo térmico não for realizado, ou for com temperaturas inferiores a 805ºC, de nada adianta ser toroidal, pois haverá perdas muito maiores no núcleo (cerca de 10 vezes maiores), além de o núcleo saturar com tensões menores do que o projetado.
Importantíssimo lembrar que, os transformadores convencionais, do tipo E/I, em sua grande maioria (arriscaríamos dizer que 99%), usam aço silício GNO
(grão não orientado), muito inferior ao GO que utilizamos. Existe a possibilidade de fazer um transformador E/I com chapa GO, porém isso o torna
mais caro e só é utilizado em aplicações especiais. Ainda assim, se compararmos um transformador E/I com um transformador toroidal, ambos com
chapa GO, o toroidal será menor e mais leve, além de possuir outras vantagens que abordaremos mais adiante.
Quanto ao condutor elétrico (fio), só utilizamos COBRE em nossos transformadores. E, acredito que a maioria dos fabricantes de transformadores também utilize apenas fios de cobre. O alumínio é geralmente
utilizado por fabricantes de motores elétricos, em alguns de seus modelos.
Isso é o que temos notado nas trefilações que já visitamos (nossos fornecedores), onde 90% da produção é de fios de cobre. Apenas 10%,
aproximadamente, é de fios de alumínio. E arrisco afirmar que, somente grandes fabricantes de motor ou transformador tem acesso a fios de alumínio,
devido a necessidade de se comprar grandes quantidades. Se algum fabricante pequeno está utilizando fio de alumínio, ou é fio reaproveitado (desmanche) ou algum lote que foi leiloado por alguma empresa grande que faliu, por exemplo. Mas, mesmo assim, se um transformador é corretamente dimensionado para utilizar fio de alumínio, embora seu tamanho final seja maior que o seu similar em cobre, funcionará tão bem quanto este. Ou seja, o fato de usar cobre ou alumínio no enrolamento do transformador, não afeta seu rendimento (embora, pode-se afirmar que o alumínio apresentaria uma dissipação de calor maior).
O vergalhão de cobre produzido no Brasil, da marca Caraíba, é de excelente qualidade, sendo inclusive exportado. Porém, há outros fabricantes de
vergalhão, da qualidade inferior. A Toroid do Brasil usa fio de cobre de apenas dois fornecedores, ambos utilizando vergalhão Caraíba. Para comprovar a qualidade do cobre nacional, basta mencionar que fabricantes como WEG Motores, EMBRACO, ARNO e outros, exportam seus produtos para o mundo todo, com qualidade tão boa quanto ou até melhor que europeus, norte americanos ou asiáticos.
E, finalmente, a Toroid do Brasil enrola seus transformadores com máquinas específicas para isso, fabricadas na Alemanha e nos EUA, que são as melhores para bobinagem de núcleos toroidais. Também, hoje projetamos nossas próprias máquinas, totalmente compatíveis com as importadas. Só assim é possível viabilizar uma fábrica de transformadores toroidais no Brasil, pois uma (e apenas uma) máquina importada dos EUA ou Alemanha custa próximo dos R$ 100.000,00. Além disso tudo, há outros componentes, como isoladores em nylon usados nos núcleos, que não são disponíveis no mercado, exigindo ferramental próprio (e caro) para isso. Ou seja, esse tipo de negócio não é para qualquer "aventureiro" que pretende produzir toroidais no quintal de casa.
Empresas que enrolam toroidais "a mão", ou com máquinas improvisadas ou antigas, certamente terão dificuldade para colocar no núcleo todo o cobre
necessário para um bom funcionamento. Explicando melhor, uma boa máquina é capaz de tencionar bem o fio, sem estragá-lo. Dessa forma, pode-se colocar
mais espiras no espaço interno de um núcleo. Se for enrolado a mão, ou em uma máquina que não tenciona bem, o fio ocupará maior espaço interno no
núcleo, ou seja, a solução é "colocar menos espiras". Assim, o transformador trabalha "no limite" ou "prá lá do limite", ocasionando os problemas
mencionado pelo Prof. Knirsch em seu artigo. Particularmente, sei de "empresas" fazendo coisas como as expostas acima:
enrolando a mão, usando aço que não é GO, não fazendo o necessário recozimento no núcleo, além de utilizar materiais impróprios para o isolamento de toroidais. Não é difícil abrirmos amplificadores nacionais (alguns até de marcas famosas) e encontrarmos toroidais com acabamento em "cadarço de algodão" e um poliéster sobre ele. Onde o certo é usar apenas o filme de poliéter, de boa precedência (DuPont ou Rhodia), classe H (155ºC).
Ora, se é para utilizar cadarço de algodão, que é um processo utilizado em motores, e até mesmo em alguns transformadores, deve-se obrigatoriamente
impregnar o cadarço com verniz para uso elétrico (130, 155 ou 180ºC). Deixar o cadarço de algodão "sem verniz", torna-o um elemento combustível, ou seja, vai propagar uma eventual chama.
4) Entreferro em transformadores.
Os núcleos toroidais são construídos com uma fita contínua: imagine um rolo de fita crepe, por exemplo, mas em nosso caso, é uma fita metálica. Assim,
não possuem entreferro, que chamamos de "gap". A presença de gaps faz com que um núcleo magnético aumente bastante a emissão eletromagnética (ou
dispersão magnética), ou seja, o campo eletromagnético "ao redor do transformador" é maior com a presença de gaps. Qualquer outra geometria de
núcleo, que não a toroidal, possuirá gaps. Nos núcleos E/I, são 3 gaps, nos núcleos U/I ou tipo "C", são 2 gaps. Experimentem colocar um microfone
próximo a um transformador (quanto maior o transformador, mais intenso é o campo irradiado):
- Nos modelos convencionais, tipo E/I: haverá um "zumbido" captado pelo microfone.
- Nos modelos com núcleo tipo "C", o "zumbido" é ainda maior. Embora com um gap a menos que o E/I, a forma construtiva provoca uma alta dispersão
magnética.
- Nos transformadores toroidais, o "zumbido" será o menor de todos (e em alguns casos, nem será captado pelo microfone). Há técnicas de enrolamento
que diminuem ainda mais a dispersão magnética no toroidal.
Fica claro então, que o núcleo toroidal concentra muito mais o fluxo magnético em seu interior, quando comparado às outras geometrias.
Obviamente, um transformador, mesmo que toroidal, quando é mal projetado (com núcleo saturando), ou mal construído (enrolamentos não uniformes),
apresentará "zumbido maior". Os problemas com campo magnético irradiado podem ainda, ser atenuados com uma blindagem magnética ao redor do transformador. Por isso é comum vermos uma "caneca metálica" cobrindo transformadores, toroidais ou não, em equipamentos de áudio. Embora, com transformadores toroidais, isso as vezes seja desnecessário. Dependerá dos critérios de cada fabricante. Como em equipamentos de áudio e vídeo, essa dispersão magnética é altamente indesejável, esse é um dos principais motivos do uso de toroidais naqueles equipamentos.
5) Transformador Isolador ou Autotransformador?Essa é uma questão polêmica. Ao nosso ver, tanto um transformador isolador (vamos chamar de TI, para facilitar), quanto um autotransformador (vamos
chamar de AT), não devem apresentar DH quando, repetimos, bem dimensionados. Inicialmente, se a intenção for apenas corrigir a tensão de alimentação, o AT seria suficiente.
Para considerarmos o uso de um TI, listamos abaixo alguns pontos importantes que devemos esclarecer:
a) O acoplamento magnético.
O "acoplamento magnético", tanto no AT quanto no TI, dependerá basicamente da distribuição dos enrolamentos sobre o núcleo. Como no AT, apenas a diferença de tensão é "transformada", aumentando ou diminuindo a tensão de entrada, podemos dizer que apenas parte da potência é transferida
magneticamente. Por exemplo: em um transformador de entrada 220V e saída 120V, apenas essa diferença de 100V sofre o processo de "transformação". O
restante é transmitido diretamente da entrada para a saída, através dos enrolamentos, que tem um ponto em comum. Poderíamos chamar isso de um
"acoplamento elétrico". Isso faz com que os AT sejam menores e, conseqüentemente, mais baratos. Desta forma, a entrada está muito mais "acoplada" (seja magnética ou eletricamente) à saída em um AT, do que em um TI.
E, justamente aí, chegamos no ponto que gostaria de discutir: quanto melhor o acoplamento magnético, melhor será a transferência do sinal entre primário
e secundário. Notar que escrevemos "sinal" pois, assim como a tensão fundamental em 60Hz, toda a "sujeira" da linha de entrada será transferida
para saída. Obviamente, não "toda" a sujeira, mas aquela que é possível ser transferida através do núcleo e dos enrolamentos, ainda que estes
representem uma impedância em série com a carga.
Vamos dar um ótimo exemplo: a Toroid do Brasil fabrica alguns modelos de transformadores ditos "de linha", aqueles utilizados em linhas de áudio de
70 ou 100V. Para quem não conhece, a linha de áudio funciona da seguinte forma: imagine um estádio, uma igreja ou algo parecido, onde é necessário
transmitir o sinal de um amplificador para várias caixas acústicas. Para evitar cabos muito grossos, o sinal de saída do amplificador de áudio é
transformado de 8, 4 ou 2 Ohm em um sinal de 70V (sabendo a potência de saída do amplificador, é só usar a Lei de Ohm para os valores de tensão
envolvidos). Esse sinal de 70V é levado às caixas, onde ocorre o processo inverso, em um transformador de 70V para 8 Ohm. A isso chamamos
transformador de linha, ou transformador de saída de áudio, no caso do amplificador. Pois bem, para esse tipo de transformador funcionar, já que estamos tratando de freqüências entre 25Hz e 10kHz, deve haver um ótimo acoplamento magnético. E há técnicas de enrolamento para se conseguir isso.
Se o transformador de linha for enrolado da maneira tradicional, não funcionará, seja TI ou AT, pois o acoplamento magnético não será suficiente
para transformar toda a faixa de freqüências.
Pelo exposto acima, pode-se notar que, num transformador de tensão, ruídos presentes na entrada seguirão para a saída, quando o acoplamento magnético for muito bom. E isso é tremendamente indesejável nos transformadores de alimentação. Porém, um transformador com baixo acoplamento magnético, tem um campo magnético irradiado (dispersão) maior, embora isso não comprometa de forma significativa a transferência de potência em 60 Hz. Em alguns casos, esse "baixo acoplamento" é desejável, como veremos mais adiante, no item
segurança.
b) Aterramento.
Em uma alimentação, deve haver um aterramento eficiente. Existem empresas especializadas em construir e verificar sistemas de aterramento em
edificações. O mesmo "terra" da instalação elétrica, deve ser conectado diretamente ao equipamento a ser alimentado, não passando pelo transformador. Nos casos em que o transformador apresentar blindagem
eletrostática entre primário e secundário, essa blindagem deve ser ligada ao aterramento. Em edificações onde não exista aterramento, ou o mesmo não é adequado, há a possibilidade de um transformador que é conhecido como "balanceado". Ele tem uma derivação no centro do enrolamento, que é usado com aterramento.
Os transformadores acima transformam tomadas "bipolares" em "tripolares" (2 pinos + terra). Eles atendem a NBR 5410, item 5.1.3.2.
O assunto aterramento em sistemas de áudio é bastante amplo e, por experiência própria atendendo a dezenas de fabricantes de equipamentos e
usuários, diria que em muitos casos é até "empírico". Há situações em que a falta de aterramento provoca distorções e ruídos no áudio e, inversamente,
há casos em que, retirando-se o aterramento, o som fica perfeito. A norma citada acima, trata apenas da questão segurança das instalações elétricas, e
não de fenômenos relacionados ao áudio.
Obviamente, um transformador, mesmo que toroidal, quando é mal projetado (com núcleo saturando), ou mal construído (enrolamentos não uniformes),
apresentará "zumbido maior". Os problemas com campo magnético irradiado podem ainda, ser atenuados com uma blindagem magnética ao redor do transformador. Por isso é comum vermos uma "caneca metálica" cobrindo transformadores, toroidais ou não, em equipamentos de áudio. Embora, com transformadores toroidais, isso as vezes seja desnecessário. Dependerá dos critérios de cada fabricante. Como em equipamentos de áudio e vídeo, essa dispersão magnética é altamente indesejável, esse é um dos principais motivos do uso de toroidais naqueles equipamentos.
5) Transformador Isolador ou Autotransformador?Essa é uma questão polêmica. Ao nosso ver, tanto um transformador isolador (vamos chamar de TI, para facilitar), quanto um autotransformador (vamos
chamar de AT), não devem apresentar DH quando, repetimos, bem dimensionados. Inicialmente, se a intenção for apenas corrigir a tensão de alimentação, o AT seria suficiente.
Para considerarmos o uso de um TI, listamos abaixo alguns pontos importantes que devemos esclarecer:
a) O acoplamento magnético.
O "acoplamento magnético", tanto no AT quanto no TI, dependerá basicamente da distribuição dos enrolamentos sobre o núcleo. Como no AT, apenas a diferença de tensão é "transformada", aumentando ou diminuindo a tensão de entrada, podemos dizer que apenas parte da potência é transferida
magneticamente. Por exemplo: em um transformador de entrada 220V e saída 120V, apenas essa diferença de 100V sofre o processo de "transformação". O
restante é transmitido diretamente da entrada para a saída, através dos enrolamentos, que tem um ponto em comum. Poderíamos chamar isso de um
"acoplamento elétrico". Isso faz com que os AT sejam menores e, conseqüentemente, mais baratos. Desta forma, a entrada está muito mais "acoplada" (seja magnética ou eletricamente) à saída em um AT, do que em um TI.
E, justamente aí, chegamos no ponto que gostaria de discutir: quanto melhor o acoplamento magnético, melhor será a transferência do sinal entre primário
e secundário. Notar que escrevemos "sinal" pois, assim como a tensão fundamental em 60Hz, toda a "sujeira" da linha de entrada será transferida
para saída. Obviamente, não "toda" a sujeira, mas aquela que é possível ser transferida através do núcleo e dos enrolamentos, ainda que estes
representem uma impedância em série com a carga.
Vamos dar um ótimo exemplo: a Toroid do Brasil fabrica alguns modelos de transformadores ditos "de linha", aqueles utilizados em linhas de áudio de
70 ou 100V. Para quem não conhece, a linha de áudio funciona da seguinte forma: imagine um estádio, uma igreja ou algo parecido, onde é necessário
transmitir o sinal de um amplificador para várias caixas acústicas. Para evitar cabos muito grossos, o sinal de saída do amplificador de áudio é
transformado de 8, 4 ou 2 Ohm em um sinal de 70V (sabendo a potência de saída do amplificador, é só usar a Lei de Ohm para os valores de tensão
envolvidos). Esse sinal de 70V é levado às caixas, onde ocorre o processo inverso, em um transformador de 70V para 8 Ohm. A isso chamamos
transformador de linha, ou transformador de saída de áudio, no caso do amplificador. Pois bem, para esse tipo de transformador funcionar, já que estamos tratando de freqüências entre 25Hz e 10kHz, deve haver um ótimo acoplamento magnético. E há técnicas de enrolamento para se conseguir isso.
Se o transformador de linha for enrolado da maneira tradicional, não funcionará, seja TI ou AT, pois o acoplamento magnético não será suficiente
para transformar toda a faixa de freqüências.
Pelo exposto acima, pode-se notar que, num transformador de tensão, ruídos presentes na entrada seguirão para a saída, quando o acoplamento magnético for muito bom. E isso é tremendamente indesejável nos transformadores de alimentação. Porém, um transformador com baixo acoplamento magnético, tem um campo magnético irradiado (dispersão) maior, embora isso não comprometa de forma significativa a transferência de potência em 60 Hz. Em alguns casos, esse "baixo acoplamento" é desejável, como veremos mais adiante, no item
segurança.
b) Aterramento.
Em uma alimentação, deve haver um aterramento eficiente. Existem empresas especializadas em construir e verificar sistemas de aterramento em
edificações. O mesmo "terra" da instalação elétrica, deve ser conectado diretamente ao equipamento a ser alimentado, não passando pelo transformador. Nos casos em que o transformador apresentar blindagem
eletrostática entre primário e secundário, essa blindagem deve ser ligada ao aterramento. Em edificações onde não exista aterramento, ou o mesmo não é adequado, há a possibilidade de um transformador que é conhecido como "balanceado". Ele tem uma derivação no centro do enrolamento, que é usado com aterramento.
Os transformadores acima transformam tomadas "bipolares" em "tripolares" (2 pinos + terra). Eles atendem a NBR 5410, item 5.1.3.2.
O assunto aterramento em sistemas de áudio é bastante amplo e, por experiência própria atendendo a dezenas de fabricantes de equipamentos e
usuários, diria que em muitos casos é até "empírico". Há situações em que a falta de aterramento provoca distorções e ruídos no áudio e, inversamente,
há casos em que, retirando-se o aterramento, o som fica perfeito. A norma citada acima, trata apenas da questão segurança das instalações elétricas, e
não de fenômenos relacionados ao áudio.
http://www.htforum.com/vb/showthread.php/19138-Transformador-Isolador-ou-Autotransformador-com-N%C3%BAcleo-Toroidal-partes-01-02-03
Vamos a resposta à manotroll :
Meu Caro,
Ele falou num tema se referindo principalmente a ruídos harmônicos gerados por problemas de fabricação ou mau dimensionamento.
Acrescentei;
Esqueceu de dizer que a corrente de rush pode ser alto nestes trafos toroidais embora o menor tamanho relacionados aos transformadores convencionais.
Aqui na empresa , para tornar modular, menor e tamanhos que permitissem uma instalação integrada dentro de gabinetes de informatica, desenvolvemos uma caixa similar ao do no-break com trafo isolador toroidal. O primeiro fornecedor tinha um tamanho condizente mas apresentava um problema. A corrente de rush num trafo de 8 KW por exemplo, em 110 ou 220 Vac fase neutro a corrente chegava a pico de 30 A. Mas quando era alimentado por 220 Vac fase/fase s corrente chegava ao 80 A desarmado disjuntores até da rede.
Resolvemos um pouco isso com outro fornecedor que apresenta qualidade maior e uma corrente de quase 40% menor.
Estou falando isso porque trafos toroidais tem vantagens e também desvantagens vai depender da aplicação.
Antes que você pergunte porque a diferença entre por exemplo 220 Vac fase/neutro e fase/fase eu explico;
Ao ser ligado o trafo temos a corrente de rush maior ou menor, ela vai depender se ocorrer próximo de zero ou no pico máximo da senoide chega aos 90 e 270 graus.
A senoide completa tem três pontos próximo de zero ( inicial), na passagem pelo zero ( 180 graus ) e no final ( 360 graus) quando inicia outro ciclo. Tem dois pontos de alta corrente, o máximo positivo e máximo negativo. Ora a chace de ter um pico de corrente é de 2/3 .
Quando tenho duas fases é diferente , elas ficam se cruzando a cada 120 graus elétricos e as chances se invertem, não terei mais um momento exatamente zero, terei momentos próximos de zero. Por exemplo , se considerarmos hipoteticamente fase R no momento zero a fase S estaria a 120 graus negativo e quando "S" chega no momento zero para o seu ciclo positivo a fase "R" estará no máximo positivo praticamente. Então como disse acima, a chace de termos picos elevados de corrente em 220 Vac fase/fase sempre é grande.
Apenas complementado um pouco as explicações do site.
Vejam este exemplo típico para Rack. O conjunto foi instalado no chão provisoriamente.
Dois No-break´s operando em paralelo redundante. Os seus dois bancos de baterias numa CX de mesmo dimensional e o transformador dentro de uma CX também preparada para Rack.
OBS:
Cada no-break é de 12 Kva e pesa algo em torno de 12 Kg.
OBS:
Cada no-break é de 12 Kva e pesa algo em torno de 12 Kg.
O conjunto fica harmonioso e bonito dentro de um Rack padrão.
Para finalizar, o trafo toroidal veio complementar o uso em espaços reduzidos.
Fontes;
http://www.htforum.com/vb/showthread.php/19138-Transformador-Isolador-ou-Autotransformador-com-N%C3%BAcleo-Toroidal-partes-01-02-03
J.A.
esse auto transformador fiolux é excelentes!
ResponderExcluir