¿Cómo se construyen los transformadores de carteles de neón?

Question

Soy consciente de que los transformadores de carteles de neón (¿TNT?) producen alta tensión, hasta 15 kv. Pero no puedo imaginarme lo que hay dentro de uno. Wikipedia parece indicar que pueden ser una forma de transformador resonante pero no proporciona ningún diagrama. Al buscar en Google "transformador resonante" aparecen imágenes que pueden ser de núcleo laminado o toroidal, transformadores en serie de proximidad, pero es difícil saberlo.

¿Qué aspecto tendría un transformador de alta tensión típico si se cortara, y sería posible (no es que quiera intentarlo) que alguien construyera en casa un transformador de alta tensión como un transformador de alta tensión?

Nota: Nunca confiaría en mí mismo para construir una, así que eso puede responder a la segunda parte de la pregunta - si quisiera una bobina tesla, compraría una NST que funcionara

Answer 1

Los transformadores de potencia ordinarios están diseñados para tener una buena regulación de la tensión (la relación entre la tensión de entrada y la de salida es bastante constante con independencia de la carga): el flujo está mayoritariamente unido entre el primario y el secundario y la inductancia de fuga se minimiza.

Los transformadores de neón están hechos para tener una alta inductancia de fuga - ferromagnética " derivaciones " se insertan (magnéticamente) en paralelo con el secundario, lo que es similar eléctricamente a tener un gran inductor en serie con la salida. Esto hace que el transformador sea más una fuente de corriente constante de CA que una fuente de tensión constante. Permite que el voltaje a través del tubo de neón aumente con el fin de iniciar la ionización, y evita que la corriente excesiva se dibuja una vez que la descarga comienza. A continuación se muestra una foto de un transformador de signo de neón desmontado de este sitio web (flechas y leyenda añadidas).

Es posible jugar con los shunts para cambiar este comportamiento (quitarlos aumenta la corriente de cortocircuito).

Los "transformadores" modernos de los rótulos de neón suelen ser fuentes de alimentación conmutadas diseñadas para tener características similares a las del antiguo estilo de transformador de frecuencia de red. Los antiguos son prácticamente indestructibles, y los nuevos no van a durar tanto.

Answer 2

En general, un transformador "de neón" es un transformador con una elevada relación de aumento. La cantidad de tensión que se eleva de la entrada a la salida es la relación de vueltas del devanado secundario (la salida) con respecto a las vueltas del devanado primario (la entrada).

El secundario también tiene que tener una impedancia significativa, porque los carteles de neón realmente funcionan con corriente. Se necesita un alto voltaje para que el gas se ionice, pero después se mantiene con una corriente fija a un voltaje mucho menor. La alta impedancia viene acompañada de muchas vueltas. Dicho de otro modo, lo ideal es que se quiera hacer funcionar un letrero de neón con una fuente de corriente, no con una fuente de tensión. Un transformador con una impedancia de salida significativa se aproxima bastante bien a esto.

Mencionas la resonancia, así que aparentemente algunos tipos tienen un condensador ahí para formar un circuito tanque a la frecuencia de la línea. Un amigo de la universidad tenía un transformador de neón que usábamos para alimentar el CRT de un viejo televisor, pero no recuerdo haber visto un condensador allí. Según recuerdo, sólo había dos cables que salían de un extremo de un bloque sellado con un transformador dentro.

Answer 3

Los transformadores de neón no utilizan un condensador, excepto para la corrección del factor de potencia, que se exige en algunos municipios, como Nueva York. La primera respuesta anterior es exactamente correcta. Los transformadores de neón son un transformador de alta tensión con muchas fugas. La tensión en circuito abierto (sin flujo de corriente) suele ser de 7500 a 15000 voltios entre las (2) patas secundarias. La corriente de cortocircuito varía de 30 a 60 mA. Cuando funciona un tubo de neón, el voltaje RMS de la lámpara es aproximadamente la mitad del voltaje en circuito abierto y la corriente de la lámpara es aproximadamente el 80% de la corriente de cortocircuito. La parte difícil de fabricar un transformador de neón son los devanados secundarios. Las vueltas típicas pueden oscilar entre 10 y 13.000 por secundario para los transformadores de 6000 y 7500 voltios, hasta más de 20.000 en los transformadores de 12000 a 15000 voltios. La perspectiva de intentar enrollar a mano un cable magnético de 39 AWG en un tubo de núcleo kraft con aislamiento de capa intermedia de papel kraft es, como mínimo, desalentadora. Su mejor opción es encontrar un transformador que haya fallado y cortar una sección transversal del mismo utilizando una sierra de cinta. Yo lo he hecho muchas veces, y es una pieza de conversación genial. Buena suerte.

Answer 4

Además de lo que ya han dicho los demás, los transformadores de los letreros de neón suelen tener un secundario con derivación central para reducir a la mitad la tensión de o/p a tierra y evitar descargas a tierra. El que muestra Spehro Pefhany tiene las 2 mitades del secundario separadas, con sus propias derivaciones magnéticas, por lo que actúan como 2 transformadores separados, que pueden ser utilizados para accionar conjuntos separados de tubos. Pero otros tienen un secundario con derivación central. Por cierto, esos shunts parecen bastante endebles para soportar el alto campo magnético sin saturarse si el transformador está en cortocircuito. Yo hubiera esperado que fueran del ancho de esos + el ancho de esas cosas rojas envueltas en plástico, usadas para mantenerlos en su lugar.