Proiectarea unui Transformator

Domeniu: Electronică

Conține 1 fișier: docx

Pagini : 71 în total

Cuvinte : 7365

Mărime: 1.31MB (arhivat)

Publicat de: Maximilian Cozma

Puncte necesare: 9

Descarcă acum

Cuprins Extras Bibliografie Preview

Cuprins

CUPRINS
CAPITOLUL I. GENERALITĂŢI 4
I.1.NOŢIUNI GENERALE DESPRE TRANSFORMATOARE 4
I.2. CLASIFICARE 5
I.3. TRANSFORMATORUL 5
I.4. TRANSFORMATORUL TRIFAZAT 7
I.5. EFECTUL TRANSFORMATOR 9
I.6 SCHEMA ECHIVALENTĂ A TRANSFORMATORULUI REAL 10
1.7 TRANSFORMATORUL ÎN GOL ŞI ÎN SARCINĂ 12
I.8 APROXIMAŢIA LUI KAPP 15
I.8.1.Caracterizarea sarcinii prin I2 şi φ2 19
I.9. CARACTERIZAREA SARCINII PRIN P2 ŞI Q2 20
I.10.CARACTERIZAREA SARCINII PRIN IMPEDANŢA SA Z SAU ADMITANŢA Y 20
CAPITOLUL II. BREVIAR DE CALCUL 24
II.1 CIRCUITUL MAGNETIC ŞI INFĂŞURĂRILE TRANSFORMATORULUI 24
II.2. DEFINIREA ŞI STABILIREA MĂRIMILOR NOMINALE ALE TRANSFORMATORULUI 26
II.3 SECŢIUNEA CIRCUITULUI MAGNETIC 28
II.4. DETERMINAREA NUMĂRULUI DE SPIRE ALE ÎNFĂŞURĂRILOR 31
II.5. DETERMINAREA DIAMENTRELOR CONDUCTOARELOR A FERESTREI ŞI A DISPUNERII ÎNFĂŞURĂRILOR 33
II.6. MASA ŞI PIERDERILE ÎN ÎNFĂŞURĂRI 40
II.7 MASA ŞI PIERDERILE ÎN CIRCUITUL MAGNETIC 42
II.8 CURENTUL DE FUNCŢIONARE ÎN GOL ŞI RANDAMENTUL TRANSFORMATORULUI 45
II.9 CĂDEREA DE TENSIUNE ŞI PARAMETRII TRANSFORMATORULUI 45
II.10. DETERMINAREA NUMĂRULUI DE SPIRE ALE ÎNFĂŞURĂRILOR ( 2 ) 48
II.11. DETERMINAREA DIAMENTRELOR CONDUCTOARELOR A FERESTREI ŞI A DISPUNERII ÎNFĂŞURĂRILOR ( 2 ) 50
II.12. MASA ŞI PIERDERILE ÎN ÎNFĂŞURĂRI ( 2 ) 55
II.13 MASA ŞI PIERDRILE ÎN CIRCUITUL MAGNETIC ( 2 ) 57
II.14 CURENTUL DE FUNCŢIONARE ÎN GOL ŞI RANDAMENTUL TRANSFORMATORULUI ( 2 ) 59
II.15 CĂDEREA DE TENSIUNE ŞI PARAMETRII TRANSFORMATORULUI ( 2 ) 60
II.16 VERIFICAREA TRANSFORMATORULUI LA ÎNCĂLZIRE 62
II.17. VERIFICAREA SOLICITĂRILOR MECANICE 64
CAPITOLUL III. TRASAREA CARACTERISTICILOR DE FUNCTIONARE ALE TRANSFORMATORULUI 67
III.1. CARACTERISTICA EXTERNĂ A TRANSFORMATORULUI 67
III.2. CARACTERISTICA RANDAMENTULUI 71
BIBLIOGRAFIE 72

Extras din proiect

Să se proiecteze un transformator electric trifazat având înfăşurări din cupru şi circuitul magnetic confecţionat din tole de oţel electrotehnic laminate la rece, cu cristale orientate, izolate cu carlit (0,35 mm grosime, pierderi specifice la 1T şi 50 Hz: pSF = 0,45 W/kg).

Transformatorul are următoarele date nominale:

- tensiunea nominală primară pe fază: U1 = 380[V];

- tensiunea nominală secundară pe fază: U2 = 100[V];

- frecvenţa nominală: f = 50 [Hz];

- factorul de putere nominal în secundarul transformatorului: cos2 = 0,85;

- schema de conexiuni: y-1;

- serviciul de funcţionare: continuu;

- materialele electroizolante se încadrează în clasa E;

- circuitul magnetic este de tip cu coloane;

- puterea aparentă nominală: S2 = 19 [kVA]=19000[VA]

CAPITOLUL I. GENERALITĂŢI

I.1.Noţiuni generale despre transformatoare

Transformatorul electric este o maşină electromagnetică statică de curent alternativ, care transformă o energie electromagnetică primară de anumiţi parametrii (u1,i1) într-o energie electromagnetică secundară de alţi parametrii (u2,i2), frecvenţa rămane insă constantă (f1=f2=ct.).

Cei doi parametrii care ne dau puterea: u-tensiunea şi i-curentul, suferă prin transformare schimbări inverse, astfel dacă tensiunea se micşorează, curentul se măreşte şi invers.

La baza funcţionării transformatorului stă principiul inducţiei electromagnetice.

Din punct de vedere constructiv, transformatorul are două părţi principale:

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

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

Infăşurarea care primeşte energia de la o sursă se numeşte infăşurare primară, iar cea care cedează energia unei reţele sau unui consumator se numeşte infăşurare secundară. După cum tensiunea înfăşurării secundare este mai mare sau mai mică decat cea a înfăşurării primare, transformatorul este ridicător sau coborator de tensiune.

După numărul de faze putem avea transformatoare monofazate, trifazate sau speciale (ex:tri-hexafazate).

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).

Datele nominale ale unui transformator sunt:

- puterea nominală-SN (VA)- reprezintă puterea aparentă la bornele circuitului secundar;

- tensiunea nominală primară-U1N(V)-reprezintă tensiunea aplicată înfăşurării primare în regim nominal;

- tensiunea nominală secundară-U2N(V)-este tensiunea rezultată la bornele secundare, la mersul în gol, primarul fiind alimentat cu tensiunea U1N ;

- raportul nominal de transformare- k- este raportul între tensiunea primară şi cea secundară la mersul în gol;

- curentul nominal (primar şi secundar)- curentul de linie I1N,I2N(A);

- tensiunea nominală de scurtcircuit-usc-tensiunea aplicată unei înfăşurări cand cealaltă este legată în scurtcircuit, iar în înfăşurarea alimentată curentul are valoare nominală;

- recvenţa nominală- 50Hz în Europa, 60 în America de Nord;

- randamentul-η;

- schema şi grupa de conexiuni.

I.2. Clasificare

In funcţie de utilizarea lor, putem avea mai multe tipuri de transformatoare cum ar fi:

- transformatoare de putere –folosite în transportul şi distribuţia energiei;

- transformatoare speciale de putere-folosite pentru alimentare cuptoarelor metalurgice, a redresoarelor etc.

- transformatoare pentru reglarea tensiunii;

- autotransformatoare;

- transformatoare de măsură;

- transformatoare pentru încercări de izolaţie de înaltă tensiune.

- transfonnatoare cu trei infasurari, utilizate la interconexiunea a trei linii electrice de transport, cu tensiuni diferite;

- transfonnatoare in executie antigrizutoasa si antiexploziva.

I.3. Transformatorul

Transformatorul (din proect) face parte din categoria transformatoarelor de mica si medie putere avand Smax=200kVA.

Circuitul magnetic este confectionat din tole de otel electrotehnic de tip E+I .

Figura 1.1. Tole de tip E+I

Infasurarile constituie suportul fizic al curentului electric acestea fiind confectionate din din cupru de sectiune circulara sau profilata (dreptunghiulare ).

Infasurarile primare si secundare sunt izolate fata de circuitul magnetic prin intermediul unor carcase realizate din materiale electroizolante. Carcasa este cilindrica turnata realizata din polipropilena avand temperatura critica 150-160 grade Celsius .