Universitatea Politehnica Bucuresti Facultatea de Inginerie Electrica Vasile Roxana Giorgiana Grupa 111B Anul 1B Transformatoare

Introducere

• • • • • • • • • Notiuni generale; Compunerea unui transformator; Principiul de functionare; Reginimul nominal al unui tranformator; Sistemul magnetic; Jugurile transformatorului; Pierderile in transformator; Aplicatiile acestuia; Transformatorul ideal.

Notiuni generale

Un

transformator

este o mașină electrică care transferă energie electrică dintr-un circuit în altul funcționând pe baza legii inducției electromagnetice. In circuitele si retele electrice,transformatorul realizeaza transfer de energie electrica dintr-o retea de anumiti parametri.

Transformatorul electric este o maşină electromagnetică statică de curent alternativ, care transformă o energie electromagnetică primară de anumiţi parametrii într-o energie electromagnetică secundară de alţi parametrii, frecvenţa rămane insă constantă. Cei doi parametrii care ne dau puterea: tensiunea şi curentul, suferă prin transformare schimbări inverse.

Compunerea unui transformator

Din punct de vedere constructiv, transformatorul are două părţi principale: 1)circuitul magnetic

- reprezentat de miezul de fier şi construit din tole de oţel electrotehnic pentru reducerea pierderilor în fier;

2)circuitele electrice

reprezentate de două sau mai multe înfăşurări din Cu sau Al, realizate în jurul circuitului magnetic, fiind deci cuplate electromagnetic.

Principiul de functionare

Presupunem că ambele circuite ale transformatorului au spirele înfășurate în același sens și că au N1 respectiv N2 spire. Transformatorul se consideră că funcționează în gol. Dacă se aplică transformatorului tensiunea alternativă u1, de valoare efectivă U1, în primar apare curentul de intensitate i1 și valoare efectivă I1. Acesta, conform

legii Biot-Savart

, dă naștere unui flux magnetic alternativ având valoarea instantanee Φ = Φmcos ωt.

Reginimul nominal al unui tranformator

Regimul nominal al transformatorului:

este regimul definit de ansamblul valorilor mărimilor înscrise pe plăcuţa indicatoare a transformatorului şi care caracterizează funcţionarea în condiţii prescrise (regimul de sarcină pentru care a fost proiectat).

Jugurile transformatorului

• •

Jugurile transformatoarelor pot fi:

juguri laterale juguri frontale Jugurile laterale sunt cele care leaga cele doua capete ale uneia si aceleiasi coloane , are o parte laterala a carei axa este perpendiculara pe axa coloanei.

a) sistem magnetic monofazat in manta; b) Sistem magnetic monofazat cu coloane si in manta; c) Sistem magnetic trifazat cu coloane si in manta (sistem magnetic cu cinci coloane)

Jugul frontal este cel care leaga capetele a doua sau mai multe coloane diferite a) Sistem magnetic monofazat cu coloane; b) Sistem magnetic trifazat plan cu coloane.

Pierderile in transformator

• • • • Pierderi în circuitul magnetic – nu tot fluxul magnetic trece prin miezul magnetic al transformatorului; Pierderi în înfășurări – prin efect Joule; Curenții turbionari – induși în miezul magnetic, acesta fiind un material conductor; Magnetostricție.

Aplicatiile transformatorului

Principala utilizare a trasformatorului este la transportul energiei electrice pe distanțe mari, prin implementarea liniilor de înaltă tensiune. La capătul de aplicare a energiei se folosesc transformatoare ridicătoare de tensiune, iar la destinație energia se transmite linilor de joasă tensiune prin intermediul unor transformatoare coborâtoare de tensiune electrică.

Transformatorul ideal

Un transformator ideal, cu înfăşurări primare şi secundare identice, ar dezvolta aceleaşi căderi de tensiune şi curenţi în ambele înfăşurări, indiferent de valoarea sarcinii.

Ideal, transformatoarele ar trebui să transfere putere electrică din primar în secundar ca şi cum sarcina ar fi conectată direct la sursă. Acest lucru se poate realiza doar dacă există un cuplaj magnetic perfect între cele două înfăşurări.

Din moment ce acest lucru nu este imposibil, transformatoarele trebuiesc proiectate pentru a funcţiona între anumite valori ale tensiunii şi sarcinii, valori cunoscute dinainte, pentru a oferi maximul de eficienţă.