Tehnologia de Fabricație a Transformatoarelor Monofazate de Joasă Tensiune

Generalități

Transformatorul electric este un aparat electromagnetic static, având două sau mai multe înfășurări electrice cuplate magnetic care transformă parametrii (uzual curentul și tensiunea dar și numărul de faze) energiei electrice de curent alternativ.

Transformatoarele electrice se pot clasifica după următoarele criterii:

- Dupa destinație:

• transformatoare de putere mono sau trifazate, utilizate în transportul și distribuția energiei electrice ca ridicătoare sau coborâtoare de tensiune;

• autotransformatoare, utilizate pentru interconectarea rețelelor de tensiuni diferite sau pentru reglajul tensiunii;

• transformatoare de măsură de curent sau de tensiune, utilizate pentru adaptarea diverselor aparate de măsură (ampermetre, voltmetre, wattmetre, etc.) la mărimile pe care trebuie sa le măsoare;

• transformatoare cu destinație specială (transformatoare de sudură, pentru cuptoare electrice, pentru modificarea numărului de faze, etc).

- Dupa felul mărimii transformate:

• transformatoare de tensiune;

• transformatoare de curent.

- Dupa sensul transformării:

• transformatoare ridicătoare;

• transformatoare coborâtoare.

Construcția transformatoarelor

La transformatoarele de putere părțile componente principale sunt:

- miezul feromagnetic;

- înfășurările;

- carcasa;

- rezervorul de ulei;

- releul de gaze;

- izolatorii de trecere.

La transformatoarele de mică putere părțile componente principale sunt:

- carcasa electroizolantă;

- înfășurările;

- mizul feromagnetic;

- sistem de strângere a miezului magnetic și de fixare a transformatorului de șasiul aparatului electronic (cu manta sau cu prezoane).

Transformatorul electric de mică putere monofazic (fig.1) este o componentă prezentă în majoritatea schemelor de alimentare, a aparaturii electronice de tip staționar. El este destinat să modifice valoarea curentului și a tensiunii, de la nivelul oferit de rețea circuitului primar, la nivelul sau nivelele necesare în circuitul sau circuitele secundare. Transformatorul oferă în plus și izolarea galvanică fata de rețeaua de curent alternativ, a șasiului aparatului electronic în care este încorporat, asigurând electrosecuritatea persoanelor care îl manipulează.

Fig.1. Transformator electric monofazic de mică putere

I. Tehnologia de realizare a transformatorului de reţea

monofazic, de mică putere

Realizarea unui transformator de reţea monofazic, de mică putere, în producţia de serie, implică urmatoarele etape tehnologice:

- obţinerea tolelor, din tablă de ferosiliciu (STAS 673-60), prin ştanţare în matriţă;

- tratamentul termic al tolelor ştanţate (recoacere la temperatura de cca. 850°C, urmată de răcire lentă), pentru detensionare mecanică şi refacerea proprietăţilor magnetice, afectate de procesul de prelucrare magnetică;

- realizarea carcasei, prin injecţie de material plastic în matriţă sau prin montaj din elemente constituente specifice, obţinute în prealabil prin ştanţare, din preşpan, textolit, pertinax, steclostratitex, etc;

- bobinarea înfăşurărilor, pe carcasa obţinută anterior, cu ajutorul unor maşini de bobinat semiautomate sau automante, utilizand conductori din cupru izolaţi cu email (STAS 685-58);

Bobinarea transformatoarelor de reţea se poate realiza, în funcţie de cerinţele tehnico-economice impuse, în două tehnici: fără izolaţie între straturi, şi cu izolaţie între straturi.

În primul caz se bobineaza în următoarea ordine:

- înfăşurarea primară;

- se introduc consecutiv două straturi de folie de izolaţie “trafo” (hartie specială parafină sau folie de poliester, cu grosimea de 30-50 μm);

- prima înfăşurare secundară, urmată de introducerea unui strat de izolaţie, etc;

- întreaga bobină se mai izolează în final şi la exterior.

În al doilea caz, se introduce cate un strat de izolaţie după fiecare strat de spire bobinate.

- introducerea tolelor în carcasă – operaţie denumită “lamelarea transformatorului”.

În cazul transformatorului de reţea, neexistând componenta de curent continuu, se realizează o lamelare întreţesută, adică se introduc alternativ, pe o parte şi pe cealaltă a carcasei, mai întâi tolele de tip E, apoi cele de tip I. Ultimele 2-3 tole se introduc forţat, prin batere uşoară cu un ciocan din cupru sau alamă, transformatorul fiind aşezat pe o placă de oţel. Lamelarea neîntreţesută se realizează prin introducerea în carcasă, pe aceeaşi parte, a tuturor tolelor E, respectiv I şi se utilizează la transformatoare (sau bobine) care sunt străbătute şi de o componentă de curent continuu, cum ar fi transformatoarele de audiofrecvenţă.

- strângerea miezului magnetic cu o manta sau cu scoabe, prezoane şi piuliţe pentru a împiedica vibraţia tolelor în timpul funcţionării transformatorului.

Mantaua se realizează prin ştanţare, din tabla TDA cu grosimea de 1-1,25mm, după care se acoperă galvanic prin zincare pasivizată. In anumite aplicaţii se practică şi ecranarea transformatorului, cu ajutorul unor capace laterale, executate prin ambutisare din TDA, sau prin aplicarea unei spire în scurtcircuit, din folie de cupru care înconjoară bobinajul şi miezul magnetic pe exterior.

- impregnarea transformatorului prin imersie în parafină topită sau în lac poliuretanic (de ex. 3503 Ez) care polimerizează prin încălzire în cuptor, la o temperatură de 80-100°C, timp de cca. 1 oră.

Impregnarea transformatoarelor de reţea se realizează într-o incintă cu capac etanş, care mai întâi se videază la 10-1–10-2 torr (pentru eliminarea urmelor de apă, de pe bobinaj şi din hârtia de izolaţie trafo), după care se introduce impregnantul respectiv.

- controlul tehnic de calitate în cadrul căruia se verifică parametrii electrici (tensiunea sau tensiunile din secundar, rezistenta înfăşurărilor, raportul de transformare, rezistenţa de izolaţie între înfăşurări, respectiv între primar şi miezul magnetic) şi mecanici ai produsului.