NST (Neon Sign Transformer)

Os transformadores de neon NST são adequados para uso em bobinas de Tesla, devido a simplicidade do seu uso, ou seja, não requerem limitadores de corrente de curto-circuito.

O uso de transformadores de força comuns podem ser utilizados, mas devemos dimensionar um reator (indutor) para ser instalado no primário do transformador. Quando ocorrer a discarga pelo centelhador, o secundário alimentará um curto-circuito.

Com um indutor bem dimensionado limitaremos a corrente de curto-circuito a valores próximos a corrente nominal de saída do transformador.

Ou seja, não vamos causar desarme do disjuntor que alimenta o transformador e evitaremos a queima do transformador

Na figura abaixo vemos que existe uma configuração no circuito magnético do transformador NST, que reduz a corrente de curto. Parte do fluxo magnético será desviado pelos material ferromagnético entre a bobina primaria e os dois enrolamentos secundários, que estão em série, onde o ponto comum é aterrado afim de manter a corrente de saída abaixo dos valores perigosos <30mA

As derivações magnéticas geram um efeito chamado de reatância de dispersão, que reduz o acoplamento magnético entre o enrolamento primario e o secundário(s).

Na figura 1 abaixo considere a linha vermelha claro como um caminho/desvio de uma parte do fluxo magnético via barras de derivação. O efeito resultante é uma limitação da corrente de saída do transformador durante a ignição do centelhador.

Na figura 2 a disposição dos enrolamentos esta diferente e uma derivação magnétrica (shunt magnético) encaixada entre os enrolamento de BT e AT

Nas figuras abaixo a bobina de baixa tensão estar no centro e as de alta tensão nas extremidades. Se o transformador for de 10kV cada uma terá 5kV em relação ao TAP central (ponto comum das bobinas), sendo que esta junção vem conectada a carcaça do transformador, que por sua vez deve ser conectada ao terra por questões de segurança.

Figura 1

       

Figura 2

Vamos considerar que nosso transformador NST seja de 220V/15kV, então a relação de transformação é 1:68,18 ou RT= 68,18

220 x 68,18=15kV, mas...

Se aplicarmos 220Vac no secundário não vamos ter 3,22V como ocorre nos transformadores de força.

Isso porque parte do fluxo magnético foi dispersado internamente pela derivação citada acima, provocando um acoplamento deficiente.

Nota: A tensão especificada no transformador de neon é a tensão a vazio, ou seja, sem carga. Se colocarmos uma carga o valor de tensão terá uma queda acentuada, cujas perdas estão na reatancia de dispersão provocada pela instalação do shunt.

Lembramos que o shunt é necessário neste tipo de aplicação, pois funciona como limitador de corrente de saída. Se utilizarmos trafos de força/potencial fatalmente provocaremos danos aos mesmos.

Para utilizarmos transformadores de força será necessário associarmos limitadores de corrente instalados externamente (resistências, reatores) na entrada (primario) ou saida (secundario). Os reatores são os mais recomendados.

Observe que o centelhador SG é um um elemento que curto-circuitara o transformador no momento da ignição e isso é sua função, pois terá que descarregar o capacitor no circuito primário da bobina de Tesla.

O dimensionamento dos reatores requer conhecimento especificos também sobre fator de potencia/ressonância.

OUTROS TIPOS DE TRANSFORMADORES

Existem transformadores que usam esse principio de limitação de corrente, são os utilizados em máquinas de solda. A diferença é que transformadores de máquinas de solda são transformadores abaixadores.

Teríamos que bobinar um secundário voltas suficientes para gerar pelo menos 8kV, pois valores menores dificultam no ajuste do centelhador (principalmente estático).