Guía de conexión de transformadores de 120 VCA a 24 VCA | Cableado y seguridad

Comprensión de las conexiones de transformadores de 120 VCA a 24 VCA

Una conexión de transformador de 120 VCA a 24 VCA implica cablear el lado primario del transformador a un estándar Fuente de energía doméstica de 120 voltios. y conectando el lado secundario para entregar 24 voltios CA a dispositivos de bajo voltaje. Los terminales primarios (generalmente etiquetados H1 y H2 o marcados 120 V) se conectan al voltaje de línea entrante, mientras que los terminales secundarios (etiquetados X1 y X2 o marcados 24 V) emiten el voltaje reducido. La mayoría de las aplicaciones residenciales utilizan una conexión simple de dos cables en cada lado, siendo esencial una conexión a tierra adecuada para la seguridad.

Estos transformadores se encuentran comúnmente en sistemas HVAC, circuitos de timbres, controladores de riego y sistemas de seguridad donde se requiere operación de bajo voltaje. El transformador reduce físicamente el voltaje mediante inducción electromagnética utilizando diferentes proporciones de cables entre las bobinas primaria y secundaria, con una proporción típica de 5:1 para conversión de 120 V a 24 V .

Conexión del lado primario a alimentación de 120 VCA

Identificación de terminales principales

Los terminales del lado primario suelen estar marcados con una de varias convenciones de etiquetado. Busque designaciones como H1/H2, PRIMARIO, ENTRADA o una marca de voltaje de 120 V/120 VCA. Algunos transformadores utilizan cables codificados por colores donde Los cables negros indican conexiones primarias. . El bloque de terminales o los cables estarán físicamente separados del lado secundario para evitar cables cruzados accidentales.

Cableado de las líneas viva y neutra

Conecte el cable caliente negro de su fuente de 120 VCA a un terminal primario (H1) y el cable neutro blanco al otro terminal primario (H2). La polaridad en el lado primario de la mayoría de los transformadores reductores no es crítica para la operación, pero mantener prácticas de cableado consistentes ayuda con la resolución de problemas. Asegúrese siempre de que la alimentación esté apagada en el disyuntor antes de realizar cualquier conexión.

• Utilice tuercas para cables o tornillos terminales clasificados para al menos 600 voltios
• Asegúrese de que todas las conexiones estén apretadas y adecuadamente aisladas.
• Siga los códigos eléctricos locales para conocer los requisitos de la caja de conexiones.
• Instale un fusible o disyuntor clasificado apropiadamente para la clasificación VA del transformador.

Requisitos de conexión a tierra

Conecte el cable de tierra verde o de cobre desnudo de su fuente de energía al terminal o tornillo de tierra del transformador, generalmente marcado con un símbolo de tierra o un tornillo verde. Esta tierra de seguridad evita que la carcasa metálica del transformador se energice si falla el aislamiento interno. Según el artículo 450.10 de NEC, los gabinetes de los transformadores deben estar conectados a tierra y esta conexión reduce los riesgos de descarga eléctrica a menos de 0,5 ohmios de resistencia a tierra en sistemas correctamente instalados.

Conexión del lado secundario para salida de 24 VCA

Localización de terminales secundarias

Los terminales secundarios están marcados como X1/X2, SECUNDARIO, SALIDA o 24V/24VAC. Estos terminales suelen tener cables o tornillos de menor calibre en comparación con el lado primario, ya que transportan un voltaje más bajo pero a menudo una corriente más alta. Los colores de cables comunes para el secundario incluyen rojo y amarillo, o a veces dos cables rojos, uno de los cuales tiene una raya trazadora.

Cableado para cargar dispositivos

Conecte los dos cables secundarios a su dispositivo de 24 VCA o circuito de control. Para la mayoría de las aplicaciones, como termostatos o transformadores de timbre, la polaridad no importa en el lado secundario ya que es voltaje de CA. Sin embargo, etiquete sus cables para mantener la coherencia: muchos técnicos designan un cable como "R" (rojo/vivo) y el otro como "C" (común) al cablear sistemas HVAC.

Calcule el requisito total de VA (voltiamperios) de todos los dispositivos conectados. Por ejemplo, si tiene un dibujo de termostato 0,5 amperios a 24 VCA (12 VA) y un dibujo del motor del amortiguador de zona. 1,2 amperios (28,8 VA) , su carga total es de 40,8 VA. Asegúrese de que su transformador tenga una clasificación de al menos 25% más que tu carga calculada , por lo que en este caso seleccione un transformador de mínimo 50 VA.

Criterios de selección y tamaño del transformador

Al seleccionar un transformador, considere las demandas de corriente continua y de irrupción. Las bobinas de relé y los arrancadores de motor pueden consumir 3-5 veces su corriente nominal durante breves períodos durante el inicio. Esta es la razón por la que sobredimensionar entre un 25 y un 50 % es una práctica estándar en instalaciones profesionales, evitando fallos prematuros del transformador y garantizando un funcionamiento fiable.

Precauciones de seguridad y cumplimiento del código

Requisitos del código eléctrico

El artículo 725 del Código Eléctrico Nacional (NEC) rige los circuitos de Clase 2, que incluyen la mayoría de las aplicaciones de transformadores de 24 VCA. Estas instalaciones deben cumplir con varios requisitos clave:

1. Limitaciones de potencia: Los transformadores deben estar listados como Clase 2 con protección contra sobrecorriente inherente o incorporada.
2. Protección primaria: Los circuitos de 120 VCA requieren un tamaño de disyuntor adecuado, generalmente de 15 a 20 amperios para transformadores pequeños
3. Requisitos de separación: Mantenga la separación física entre el voltaje de línea y el cableado de bajo voltaje en los gabinetes.
4. Espacios libres de montaje: Instale los transformadores al menos a 6 pies sobre el piso terminado o en cajas de conexiones cerradas.

Prueba antes de energizar

Antes de aplicar energía, use un multímetro para verificar las conexiones adecuadas. Verifique la continuidad entre los terminales primarios (debe leer la resistencia de la bobina, generalmente 5-20 ohmios ), y verifique que no exista continuidad entre los devanados primario y secundario (la resistencia infinita indica un aislamiento adecuado). Después de energizar, mida la salida secundaria con un voltímetro configurado en voltaje CA; debe leer 24-28 voltios CA sin carga , con una ligera caída de voltaje cuando los dispositivos están conectados.

Peligros comunes a evitar

• Nunca trabaje en circuitos activos; siempre apague la energía en el disyuntor y verifique con un probador de voltaje.
• Evite sobrecargar los transformadores, lo que puede causar sobrecalentamiento y riesgo de incendio al alcanzar temperaturas superiores a 200°F (93°C)
• No pase por alto la protección térmica ni los fusibles integrados en los transformadores.
• Asegure una ventilación adecuada alrededor de los transformadores para evitar la acumulación de calor en espacios cerrados.

Proceso de conexión paso a paso

Herramientas y materiales necesarios

• Transformador de 120 VCA a 24 VCA (clasificado adecuadamente para su aplicación)
• Pelacables y cortadores
• Destornilladores (de punta plana y Phillips)
• Multímetro o probador de voltaje.
• Tuercas para cables apropiadas para el calibre del cable (normalmente 18-14 AWG)
• cinta electrica
• Caja de conexiones (si lo requiere el código)

Procedimiento de instalación

1. Apague la energía en el panel de interruptores y verifique con un probador de voltaje sin contacto que la energía esté desconectada
2. montar el transformador de forma segura a una caja de conexiones o pared usando el hardware apropiado, asegurando espacios libres adecuados
3. Pele los extremos del cable aproximadamente 3/8 de pulgada para conexiones de terminales o 1/2 pulgada para tuercas para cables
4. Conecte los cables primarios: Conecte el cable caliente negro a H1, el neutro blanco a H2 y la tierra desnuda al terminal de conexión a tierra.
5. Conecte los cables secundarios: Enrute los cables de 24 VCA desde los terminales X1 y X2 hasta sus dispositivos de carga
6. Asegure todas las conexiones con el torque apropiado—normalmente 7-9 libras-pulgada para terminales pequeñas
7. Verificar el cableado visualmente antes de cerrar cualquier caja de conexiones o cubiertas
8. Restaurar el poder y pruebe el voltaje de salida en los terminales secundarios
9. Comprobar funcionamiento de todos los dispositivos conectados para garantizar el funcionamiento adecuado

Solución de problemas de conexión comunes

Sin voltaje de salida en el lado secundario

Si mide cero voltios en los terminales secundarios, primero verifique que 120 VCA están presentes en el lado primario usando un multímetro. Un fusible quemado, un disyuntor disparado o una conexión suelta en el circuito primario impedirán el funcionamiento del transformador. Si el voltaje primario es correcto pero no hay voltaje secundario, es probable que el transformador tenga una falla interna, más comúnmente un devanado secundario abierto que requiere reemplazo del transformador.

Problemas de salida de bajo voltaje

Cuando el voltaje secundario mide significativamente por debajo de 24 voltios (por ejemplo, 18-20 voltios bajo carga ), es probable que el transformador tenga un tamaño insuficiente para la carga conectada. Calcule el consumo de corriente total de todos los dispositivos y compárelo con la clasificación VA del transformador. La caída de voltaje también puede ocurrir debido a una longitud excesiva del cable: use un cable de 18 AWG para tramos de hasta 50 pies y 16 AWG para tramos de hasta 100 pies para minimizar las pérdidas de resistencia.

Sobrecalentamiento del transformador

El calor excesivo indica condiciones de sobrecarga o ventilación inadecuada. Los transformadores que funcionan en condiciones normales deben sentirse tibios pero no calientes al tacto (normalmente 100-130°F o 38-54°C ). Si el transformador está demasiado caliente para tocarlo cómodamente, desconecte la alimentación inmediatamente e investigue. Las causas comunes incluyen cortocircuitos en el lado secundario, sobrecarga continua que excede los VA nominales o instalación en espacios confinados sin flujo de aire.

Operación intermitente

Los transformadores que funcionan de forma intermitente suelen tener conexiones sueltas que se calientan bajo carga y crean una alta resistencia. Verifique todas las conexiones de cables en los lados primario y secundario, asegurándose de que los tornillos de los terminales estén apretados correctamente. Los disyuntores térmicos integrados en algunos transformadores se encenderán y apagarán si la unidad está crónicamente sobrecargada, lo que indica la necesidad de un transformador de mayor potencia.

Ejemplos de aplicaciones específicas

Instalación de termostato HVAC

Para sistemas residenciales de calefacción y refrigeración, conecte un Transformador de 40VA o 75VA con el lado primario conectado a un circuito dedicado de 120 VCA. El secundario se conecta al terminal R (rojo) y al terminal C (común) del termostato. Los termostatos inteligentes modernos a menudo requieren energía continua a través del cable C, lo que no era estándar en instalaciones más antiguas. El terminal R generalmente se conecta a través del termostato para controlar los relés para el funcionamiento de calefacción, refrigeración y ventilador, y cada relé se suma a la carga total.

Cableado del transformador del timbre

Los transformadores de timbre suelen ser 16-20 unidades VA Montado directamente en una caja de conexiones dentro de la casa. Conecte el circuito principal a un circuito cercano de 120 VCA (a menudo compartido con la luz de la entrada) y pase los cables secundarios hasta el botón del timbre y la unidad del timbre. Los timbres estándar consumen aproximadamente 10 VA, mientras que los timbres con video pueden requerir hasta 30 VA, lo que requiere un transformador más grande con capacidad nominal de 40 VA mínimo .

Configuración del controlador de riego

Los controladores del sistema de rociadores utilizan 24 VCA para energizar las válvulas solenoides que controlan el flujo de agua a diferentes zonas. Cada válvula normalmente extrae 0,2-0,5 amperios (5-12 VA) . Para un sistema con seis zonas, calcule la carga máxima suponiendo que dos zonas puedan operar simultáneamente: 2 zonas × 12 VA = 24 VA, lo que requiere al menos un transformador de 40 VA con margen de seguridad. Las instalaciones profesionales suelen utilizar transformadores de 75 a 100 VA para adaptarse a futuras expansiones y garantizar el funcionamiento confiable de la válvula en todas las condiciones.