Proiectarea transformartorului de rețea monofazic

Proiectarea transformatorului de retea monofazic, de mica putere

8.1 Enunt tema

Realizati un program, ( aplicatie de tip Windows ), care are în vedere proiectarea

transformatorului de retea monofazic, de mica putere.

8.2 Aspecte teoretice

8.2.1 Notiuni introductive

Pentru a întelege mai usor metodica proiectarii unui transformator de retea se cer precizate mai

întâi unele notiuni care vor interveni în calcule.

Tipul de tola - De obicei se utilizeaza tole STAS de tip E+I "economice", figura 8.1.a denumite astfel,

întrucât dintr-o banda de tabla silicioasa de latime adecvata se obtin prin stantare, concomitent, doua

tole E si doua tole I, fara a se pierde din suprafata utila a materialului, figura 8.1.b Dimensiunile tolei

economice se precizeaza prin litera E, urmata de a[mm], care reprezinta dimensiunea da baza

(parametrul) tolei. Astfel, exista urmatoarele tipuri de tola STAS economica: E5; E6,4; E8; E10;

E12,5; E14; E16; E18; E20; E25; E32. Principalii parametri geometrici ai unei tole STAS de tip E+I,

economica sunt prezentati în figura 8.1.a .

(a) (b)

Figura 8.1 (a) Dimensiunile tolei STAS economice; Af-aria ferestrei tolei; (b) Obtinerea tolelor

economice

Grosimea tolelor este si ea standardizata la valorile g1=0,35mm si respectiv, g2=0,5mm.

Aria ferestrei tolei AF[cm2] - reprezinta suprafata destinata introducerii înfasurarilor si este prezentata

hasurat în figura 8.1.a . Valoarea acesteia este: AF[cm2]=0,03Åa2[mm]

Sectiunea în fier SFe[cm2] - reprezinta aria sectiunii miezului magnetic situat în interiorul carcasei

bobinate, figura 8.2.a . Marimea sa este: SFe[cm2]=0,02Åa[mm]Åb[mm],

unde b[mm] - reprezinta grosimea pachetului de tole

SFe - sectiunea în fier At=A1+A2 ; ³=At /Af

(a) (b)

Figura 8.2 (a) Sectiune transversala printr-un transformator de retea;

(b) Repartizarea spatiului în fereastra tolei

Factorul de umplere a ferestrei tolei ³ - definit ca raportul dintre aria totala, ocupata de înfasurari în

fereastra tolei, At[cm2] si aria ferestrei, AF[cm2], conform relatiei:

[ ]

[ ]

[ ] [ ]

[ ] ³ = =

+

Å

A cm

A cm

A cm A cm

a mm

t

F

2

2

1

2

2

2

0,03 2

,

unde A1[cm2] - reprezinta aria ocupata de înfasurarea primara;

A2[cm2] - reprezinta aria ocupata de înfasurarea sau înfasurarile secundare; (A2k - aria ocupata

de înfasurarea secundara k);

At[cm2] = A1[cm2] +A2[cm2] - aria totala ocupata de înfasurari.

Componente si Circuite Pasive Teme Suplimentare

- 2 -

Observatie:

Pentru ca un transformator de retea sa se poata realiza usor în productia de serie, valoarea

optima pentru factorul de umplere este ³o=0,7 dar, în general se poate accepta o valoare

³[0,64÷0,76]. Un factor de umplere prea mare duce la dificultati în faza de lamelare, la introducerea

tolelor iar un factor de umplere mic este neeconomic, transformatorul fiind supradimensionat.

8.2.3 Date initiale de proiectare

Proiectarea unui transformator de retea, de mica putere, se face pornindu-se de la urmatoarele

marimi cunoscute (date initiale de proiectare):

- U1[V] - valoarea eficace a tensiunii din primar, reprezentând de regula, tensiunea retelei monofazice,

de curent alternativ (110V, 220V);

- f[Hz] - frecventa retelei monofazice, de curent alternativ;

- k - numarul de înfasurari secundare;

- U2k[V] - tensiunea eficace în sarcina, în înfasurarea secundara k;

- I2k[A] - curentul eficace în sarcina, în înfasurarea secundara k;

- BM[T] - inductia maxima admisa în miezul magnetic;

- Procedeul de bobinare implementat ("cu sau fara izolatie între straturi"), impus de conditiile

electrice si climatice, în care se va utiliza transformatorul de retea respectiv. În figura 8.3 este

reprezentata schema electrica a unui transformator de retea, cu marimile specificate mai sus.

Prin proiectarea transformatorului de retea se urmareste determinarea prin calcul a datelor

necesare realizarii sale în practica si anume:

n1 - numarul de spire din înfasurarea primara;

n2k - numarul de spire din înfasurarea secundara k;

d1[mm] - diametrul conductorului de bobinaj, din înfasurarea primara;

d2k[mm] - diametrul conductorului de bobinaj, din secundarul k;

a[mm]- tipul de tola STAS ce se utilizeaza astfel încât, ³STAS[0,64÷0,76];

b[cm] - grosimea pachetului de tole;

N - numarul de tole necesar

n 1

d 1

U 1 I 2 2

I 1