¡Hola! ¿Qué tal están?
En esta entrada me propongo mostrarles cómo podemos hacernos un inversor de los más simples utilizando sólo un relé a manera de vibrador y un transformador eléctrico; se trata de un inversor como los que existían antes de la invención de las válvulas de vacío y después los transistores, o cuando estos no eran los más adecuados para la tarea.
Los inversores, por si alguien lo desconoce, son usados para la conversión de la corriente directa (DC) en corriente alterna (AC), por lo general para conectarlos a una batería de 12 V en DC (o un banco de baterías conectadas en serie para tener más tensión), y obtener los 110 V o 220 V en AC necesarios para los dispositivos eléctricos o electrónicos domésticos.
En todo caso, por lo antes comentado, en nuestro país a los inversores se los suele denominar también convertidores, por convertir una corriente eléctrica continua en otra corriente eléctrica alterna, lo cual es necesario además porque los transformadores eléctricos no funcionan tampoco con corriente directa como la provista por las baterías, y por tanto, para elevar la tensión con uno de ellos se hace necesario transformar dicha corriente continua en una corriente alterna o por lo menos pulsante.
En fin, los inversores son dispositivos bastante útiles en múltiples ocasiones, no sólo cuando se presenta un corte eléctrico imprevisto o planificado, puesto puede haber gente viviendo en una región sin suministro eléctrico de la red nacional; en esas últimas condiciones, los inversores son utilizados en conjunto con los paneles solares para obtener la tensión de 110 V AC a partir de las baterías cargadas por dichos paneles (o por un generador eólico).
Por todo esto, dada su importancia, decidí comenzar a poner en mi blog diferentes maneras de hacernos un inversor, y la comentada en este texto es la primera y más burda de dichas maneras, dado además de no poder conseguir mucha potencia con ella a menos tengamos un relé capaz de soportar grandes corrientes a través de sus contactos o platinos, se caracteriza por un molesto ruido de zumbido durante su uso (como podría suceder con una planta pero obteniendo mucha menos potencia).
En verdad la única ventaja de esta forma de hacer un inversor es la mencionada simplicidad de su construcción y por tanto su baratura en relación a las otras formas más sofisticadas y capaces de entregar una tensión alterna con una frecuencia y forma de onda sinusoidal similares a las de la red eléctrica.
En la imagen siguiente pueden apreciar el diagrama eléctrico del circuito de un inversor a relé donde no se ha incluido el interruptor para conectar y desconectar la batería:
El relé en cuestión debe tener una bobina de 12 voltios y ser de contactos normalmente cerrados (N.C), o mejor dicho, una bobina para la tensión de las baterías utilizadas porque podrían ser 24 V si tuviéramos un par de baterías de 12 voltios conectadas en serie.
En este caso los contactos normalmente cerrados (N.C) del relé se utilizan para conectarlo a la batería, en tanto los contactos normalmente abiertos (N.A) se usan para conectar a la misma el devanado primario del transformador (T1).
El principio de funcionamiento del inversor es sencillo como su diagrama: cuando es conectado a la tensión de la batería el relé se accionará porque se alimenta a través de sus contactos por lo normal cerrados, y una vez accionado conectará el devanado primario del transformador cerrando los contactos normalmente abiertos, esto último provocará la desconexión del devanado del relé de la batería, con lo cual volverán a cerrarse los contactos normalmente cerrados y el ciclo se repetirá de nuevo.
En otras palabras, el relé se dedicará a conectar y a desconectar alternativamente el devanado primario del transformador, y con esto provocará la circulación por éste de una corriente directa pulsante y le permitirá elevar la tensión, con el inconveniente de poner el relé a funcionar como un zumbador o un timbre eléctrico y de ahí el ruido comentado antes.
Nota: La frecuencia de oscilación de la corriente alterna obtenida será poca comparada con la de 60 Hz de la red eléctrica, y dependerá de la inercia del relé usado para la construcción del inversor a base de un relé.
En cuanto a T1, resulta evidente deberá poseer un devanado primario diseñado para la tensión provista por la batería o banco de baterías, y un devanado secundario calculado para los 110 V AC de la red, o para la tensión que se desee obtener del inversor cuando esté operando.
Pero si por un motivo u otro sólo disponen de un relé con un contacto normalmente cerrado (N.C) no hay razón para desanimarse.
En la imagen siguiente pueden ver cómo deberán conectar un relé a la batería y al primario de un transformador para utilizarlo con uno sólo de sus contactos (la imagen muestra un relé de más de una clase de contacto usado como si nada más tuviera uno solo normalmente cerrado):
En el diagrama anterior pueden notar que el bobinado del relé está en paralelo con el devanado primario del transformador; es necesario que nunca conecten la bobina del relé en serie con el primario del transformador o podrían destruir el relé en menos de un segundo.
¿Dónde conseguir un relé?
El relé a utilizar dependerá de la tensión de la batería a usar, como hemos dicho el devanado o bobina del relé debería tener una tensión igual a la de la batería o el banco de baterías, aun si esto no es obligatorio y se podría usar un relé con devanado de menor tensión y una resistencia calculada para limitar la tensión de la batería hasta la tensión necesitada por la bobina del relé; el otro parámetro importante del relé consiste en la intensidad de la corriente soportada por sus contactos, y en dependencia de esto podríamos hacer un inversor de más o menos potencia, en lo cual también influye la potencia máxima permitida por el transformador usado en su construcción.
En caso de necesitar una potencia más bien ridícula, se podría utilizar un relé de los usados en los autos de cierta edad para lograr la regulación de la tensión del alternador, o para otro cometido con poca intensidad de corriente como intermitentes, etc.. En las cajas reguladoras de esa clase, desechadas desde hace bastante tiempo dado las actuales son electrónicas, podríamos encontrar un relé idóneo para ser reutilizado. Pero en general puede servirnos cualquier relé con una bobina de la tensión disponible en la batería que se tenga (o un poco menos si usamos una resistencia en serie), y que además soporte la intensidad de corriente suficiente en sus contactos o platinos, como lo vamos a ver un poco más adelante.
Por último, también podrían utilizar un relé de los usados para conectar y desconectar motores y otros dispositivos de potencia a la red eléctrica, los cuales evidentemente disponen de contactos capaces de soportar mucha más intensidad de corriente, con la desventaja de que se verían en la necesidad de volver a enrollar su devanado para la nueva tensión, y también deberían de producir un mayor ruido durante el funcionamiento (un relé más grande también tiene más inercia debido a su tamaño y por tanto daría una corriente alterna con una menor frecuencia).
Nota: El procedimiento para volver a enrollar el devanado de un relé de modo sea de 12 V en vez de ser de 110 V o 220 V es bastante parecido a calcular los devanados de un transformador y no es complicado.
¿Cómo elaborar el transformador (T1)?
En cuanto a lo concerniente al transformador, puede ser cualquiera con un devanado de 12 voltios y otro de 110 (el primario y el secundario son intercambiables); los transformadores de potencia de los televisores Krim 218 o de los televisores Caribe se podrían utilizar sin grandes cambios, casi sólo realizando las conexiones necesarias.
Pero si no disponen de un transformador previamente elaborado, y sólo poseen el núcleo de uno sin los devanados, podrían calcular estos según sus necesidades, dado eso no resulta demasiado difícil; en un momento posterior pondré en este mismo sitio un tutorial paso a paso donde podrán encontrar toda la información necesaria para llevar a cabo los cálculos de los devanados de un transformador monofásico.
¿Qué potencia podremos conseguir con un inversor como este?
La potencia a conseguir dependerá de muchos factores, entre ellos la capacidad de la batería que se utilice (o la energía le durara poco), sin embargo, asumiendo que se pueda escoger la batería, y construir el transformador como nos convenga, esto dependerá más del relé disponible.
Por ejemplo, si vamos a usar el inversor para que nos provea energía eléctrica para un bombillo incandescente de unos 60 watt (esos bombillos no se fabrican en muchas partes del mundo en estos días así que se puede considerar que utilizará 3 bombillos ahorradores de unos 20 watt cada uno), el primario del transformador a conectar a la batería deberá de aportar una potencia de por lo menos 66,7 watt (suponiendo el transformador tenga un rendimiento del 90%), todo lo cual a su vez nos dice, teniendo en cuenta que la potencia está dada por la multiplicación de la tensión y la intensidad de la corriente, que el relé a utilizar deberá de soportar por lo menos 5,6 A en sus contactos usados para llevar a cabo la conexión del transformador elevador de tensión, o estos contactos podrían destruirse rápidamente.
Por otro lado, en caso de que utilice un relé con una bobina de 24 voltios (o una bobina de 12 V con una resistencia en serie para limitar la tensión de 24 V a 12 V), un par de baterías de 12 voltios en serie, y el primario del trasformador esté diseñado para esa tensión, los contactos del relé deberían de soportar sólo 2,8 A para alcanzar la misma potencia de salida en 110 voltios.
Por último, y para terminar con este texto, debe saber que con el inversor que les he comentado en esta entrada no deberían de alimentarse motores u otros dispositivos en los cuales influya la frecuencia de la corriente o su forma de onda. En particular, notará que un ventilador no llegará a desarrollar la velocidad de diseño porque esta por lo general depende de la frecuencia de la corriente con la que se alimenten los devanados de su motor y no sólo de la tensión (eso pasa con casi todos los motores usados en los ventiladores comunes). Pero si se logra conseguir la potencia demandada por el consumidor, no existe impedimento para usar un inversor de esta índole como fuente de un televisor o de bombillos ahorradores o led, y en general de dispositivos con una fuente conmutada en su interior, donde la tensión de alimentación es rectificada de todos modos.
En resumen, con lo dicho están en condiciones de construir este sencillo inversor, y por eso me despido no sin antes recordarles que comenten este tutorial, y que me cuenten cómo les fue o dónde consiguieron los materiales, de modo que otros posibles lectores puedan sacarle provecho a esa experiencia.
En caso de tener dudas sobre algo, también pueden preguntar para pedir aclaración de alguno de los aspectos tratados, para así resolver el problema entre todos.
¡Hasta pronto!
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