¿Cómo hacer un inversor con un relé?

¡Hola! ¿Qué tal están?

En esta entrada me propongo mostrar cómo podemos hacernos un inversor de poca potencia utilizando un relé a manera de vibrador, como los que existían antes de que se inventaran los transistores, para conectarlo a una batería de 12 V.

Los inversores, por si alguien lo desconoce, son usados para la conversión de la corriente directa (DC) en corriente alterna (AC), y en Cuba se los conoce más como convertidores por este motivo; estos dispositivos son útiles a la hora de usar una batería como fuente de alimentación para otros dispositivos que por lo común se conectan en la red eléctrica, en los momentos en que no es posible usar ésta por un motivo u otro (un corte eléctrico imprevisto, no estar en una situación geográfica en la cual esté disponible el suministro y utilizar como fuente de energía baterías recargadas con la energía solar o con una dínamo conectada a un molino de viento, etc.). Por eso, dada su importancia, decidí comenzar a poner en mi blog diferentes maneras de hacernos uno, y esta es la primera y más burda de dichas maneras, puesto que, además de no poder conseguir mucha potencia con ella a menos tengamos un relé capaz de soportar grandes corrientes a través de sus contactos, se caracteriza por hacer un molesto sonido de zumbido durante su uso, entre otras desventajas.

En la imagen siguiente pueden apreciar el diagrama eléctrico del circuito en donde no se ha incluido el interruptor para conectar y desconectar la batería:

Diagrama eléctrico de un inversor con relé de dos posiciones (N.A y N.C).

En el diagrama anterior puede ver cuán simple es el circuito del inversor a base de un relé, pues en éste se utiliza solamente un transformador además del relé propiamente dicho y de la batería. El relé en cuestión debe tener una bobina de 12 voltios y ser de contactos normalmente cerrados (N.C). El usado en el diagrama posee, además de esos, otros contactos normalmente abiertos (N.A). Es a través de estos últimos de los que se ha alimentado el devanado primario del transformador (T1) con la tensión de la batería. En cuanto al transformador (T1), resulta evidente que deberá poseer el primario diseñado para los 12 voltios de la batería y el secundario calculado para los 110 voltios de la red, o para la tensión que se desee obtener del inversor cuando esté operando.

El principio de funcionamiento del inversor mostrado es simple: dado que con el uso de un transformador sólo se puede conseguir transformar (valga la redundancia) la tensión en corriente alterna, la misión del relé es la de conectar y desconectar de un modo repetido la batería de 12 V del devanado primario del transformador, de manera que la corriente continua de la batería fluctúe en dicho devanado con una frecuencia determinada desde cero hasta 12 voltios (la frecuencia como tal es poca comparada con la de la red eléctrica, y dependerá de la inercia del relé utilizado; puede utilizar un frecuencímetro de los que traen incorporados los multímetros para saber la alcanzada por su diseño). El contacto normalmente cerrado del relé, por su parte, se utiliza para lograr que la bobina del mismo se conecte y se desconecte a su vez de una forma repetida de la batería.

Por lo anterior, cuando el relé esté conectado, el primario del trasformador (T1) no lo estará; y cuando el primario del transformador esté conectado a la batería, la bobina del relé estará desconectada de ella.

Pero si dispone de un relé con solamente un contacto normalmente cerrado (N.C), no debe desanimarse tampoco.

En la imagen siguiente puede ver cómo deberá conectar un relé de un solo contacto a la batería y al bobinado primario de un transformador para utilizarlo (recuerde poner un interruptor de suficiente amperaje para conectar y desconectar la batería, pues en el diagrama no se muestra):

Diagrama eléctrico de un inversor con un relé de una posición  (N.C).

En el diagrama anterior puede notar que el bobinado del relé está en paralelo con el devanado primario del transformador; es necesario que nunca conecte la bobina del relé en serie con el primario del transformador o podría destruir el relé en un segundo.

¿Dónde conseguir un relé?

El relé a utilizar puede ser uno de los usados en los autos de cierta edad para lograr la regulación de la tensión del alternador o para otro cometido (intermitentes, etc.). En las cajas reguladoras de esa clase, desechadas desde hace bastante tiempo (las actuales son electrónicas), podría encontrar un relé idóneo para ser reutilizado. Pero en general cualquier relé con una bobina de la tensión de la batería que tenga disponible, y que soporte la intensidad de corriente necesaria en sus contactos, puede servirle (para ese último aspecto continúe con la lectura).

¿Cómo elaborar el transformador (T1)?

En cuanto al transformador, puede ser cualquiera con un devanado de 12 voltios y otro de 110 voltios (el primario y el secundario son intercambiables); los transformadores de potencia de los televisores Krim 218 o de los Caribe se podrían utilizar sin grandes cambios, sólo realizando las conexiones necesarias.

Pero si no dispone de un transformador elaborado, y sólo posee el núcleo de uno sin los devanados, en un momento posterior pondré en este sitio un tutorial en donde encontrará la información necesaria para realizar 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 (el transformador de un Krim 218 puede llegar a suministrar 180 watt de potencia), esto dependerá más del relé con que elaboremos el circuito, en especial de sus contactos.

Por ejemplo, si vamos a usar el inversor para que dé energía a un bombillo de 60 watt (esos bombillos no se fabrican en muchas partes del mundo en estos días así que se puede considerar que usará 3 bombillos ahorradores de 20 watt cada uno), el primario del transformador a conectar a la batería deberá aportar una potencia de por lo menos 66,7 watt (suponiendo que el transformador tenga un rendimiento del 90%). Por lo tanto, y como la potencia está dada por la multiplicación de la tensión y la intensidad de la corriente, el relé deberá soportar más de 5,6 A en sus contactos (o por lo menos en los que den la energía al primario del transformador elevador de tensión).

Por otro lado, en caso de que utilice un relé con una bobina de 24 voltios, 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 que influya la frecuencia de la corriente. En particular, notará que un ventilador no llegará a desarrollar la velocidad de diseño pues ésta depende de la frecuencia de la corriente con la que se alimenten los devanados de su motor y no sólo de la tensión (o por lo menos eso sucederá con algunos).

Y como con lo dicho están en condiciones de construir este sencillo inversor, 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 lectores puedan sacarle provecho a esa experiencia.

También pueden preguntar una duda o pedir aclaración de algún aspecto del circuito presentado para resolver el problema entre todos.

¡Hasta pronto!

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