¿Cuáles son las principales causas del sobrecalentamiento del transformador inversor?

En entornos operativos de alta frecuencia y alta potencia, el sobrecalentamiento es una de las principales fallas que afectan la vida útil y el rendimiento de transformadores inversores . El sobrecalentamiento se debe principalmente a los siguientes factores clave:

Pérdida de energía debido a factores de diseño y materiales

Pérdidas del núcleo y pérdidas parásitas: bajo operación de alta frecuencia, las pérdidas por corrientes parásitas y las pérdidas por histéresis del material del núcleo del transformador inversor (como un núcleo EI de alta calidad) aumentan significativamente.

Si el efecto de alta frecuencia no se considera adecuadamente en el diseño, o si el material del núcleo seleccionado no tiene suficiente resistencia a las altas frecuencias, la temperatura de los componentes del núcleo aumentará bruscamente, provocando un sobrecalentamiento localizado.

Envejecimiento del aislamiento y cortocircuitos parciales: con el uso prolongado, la capa de aislamiento del devanado puede envejecer o sufrir daños localizados, lo que provoca cortocircuitos entre espiras o entre capas. La densidad de corriente en el punto de cortocircuito aumenta drásticamente, generando un calor inmenso y provocando temperaturas locales anormalmente altas en el transformador, lo que puede provocar un desgaste.

Problemas con el entorno operativo y la disipación de calor

Ambiente de alta temperatura y mala disipación de calor: los transformadores inversores normalmente funcionan al aire libre o en espacios reducidos. Si la temperatura ambiente es demasiado alta, o si los dispositivos de refrigeración activos/pasivos, como ventiladores de refrigeración y disipadores de calor, funcionan mal o se bloquean, el calor no se puede disipar eficazmente, lo que provoca que el aumento general de temperatura supere el valor de diseño.

Pérdidas adicionales debido a armónicos y saturación magnética: La corriente de salida del inversor a menudo contiene armónicos de alta frecuencia. Estos armónicos no sólo aumentan las pérdidas en el núcleo, sino que también pueden provocar la saturación magnética del núcleo, lo que hace que la densidad del flujo magnético entre en la región no lineal, lo que exacerba aún más las pérdidas en el hierro y provoca temperaturas anormalmente altas.

Sobrecarga y malas conexiones eléctricas

Operación con sobrecarga: cuando el transformador inversor opera bajo cargas que exceden su capacidad nominal, el aumento de corriente conduce a mayores pérdidas de energía (P=I²R) y el calor se acumula rápidamente. El funcionamiento prolongado con sobrecarga no sólo reduce la eficiencia sino que también puede provocar una rotura del aislamiento.

Mayor resistencia de contacto: un contacto deficiente en los terminales o cambiadores de tomas puede aumentar la resistencia de contacto. Esta mayor resistencia de contacto genera calor concentrado; si la temperatura es demasiado alta, puede derretir o quemar el aislamiento circundante, dañando aún más el transformador.