Transformatorul

1. Argument

Maşinile electrice sunt utilizateîn toate sferele de activitate ale omului. Ele formează, practic, toate sursele de energie electrică şi elementele de acţionare în vederea efectuării unui lucru mecanic de către mecanisme şi instalaţii.

Transformatorul electric este un aparat constituit dintr-un sistem de înfăşurări electrice imobile, între care are loc transfer de energie prin inducţie electromagnmetică.

El este utilizat pentru modificarea parametrilor puterii electromagnetice transferate de la reţea electrică de curent alternativ, la altă reţea tot de curent alternativ, păstrând frecvenţa. Aceşti parametrii sunt tensiunea şi curentul, iar alteori şi numărul de faze.

Transformatorul pentru îndeplinirea funcţiei pe care o are prin definiţie trebuie să aibă cel puţin un sistem de înfăşurări constituit din spire electroconductoare izolate între ele şi faţă de masă, dispuse pe un miez feromagnetic care serveşte la închiderea fluxul magnetic.

Prezenta lucrare având ca temă „transformatorul electric” încearcă să cuprindă întreaga arie de probleme pe care le ridică în panoplia aparatajelor electrice transformatorul.

Lucrarea a fost structurată pe mai multe capitole după cum urmează:

Capitolul 2 intilulat Trasformator electric monofazat cuprinde următoarele subcapitole: definiţie, elemente constructive, utilizări, principiul de funcţionare, scheme echivalente ale transformatorului monofazat, caracteristicile de funcţionare a transformatorului monofazat, funcţionarea în gol: scheme, mărimi determinate şi calculate, autotransformatorul.

Capitolul 3 intitulat Transformatorul electric trifazat prezintă problemele legate de transformatoarele electrice trifazate si anume: transformatorul trifazat cu miez unic, scheme şi grupe de conexiuni, relaţii între mărimile de linie şi de fază, cuplarea în paralel a transformatoarelor trifazate.

Capitolul 4 se referă la Întreţinerea, exploatarea şi repararea transformatoarelor având subcapitolele: întreţinerea transformatoarelor, exploatarea transformatoarelor şi repararea transformatoarelor.

Capitolul 5 prezintă Calculul unui transformator de mică putere prezentând calculul numărului de spire din primarul şi secundarul unui transformator, numărul de spire pe volt, diametrele conductoarelor din primar şi secundar, fereastra miezului magnetic şi metoda de alegere a conductoarelor folosite pentru bobinele din primar şi secundar.

2. Transformatorul Electric Monofazat

2.1. Definiţie

Transformatorul electric este un dispozitiv electromagnetic caz limită de maşină electrică statică, fără părţi în mişcare care transformă o putere electrică alternativă de anumiţi parametri, în altă putere electrică elternativă, cu parametri schimbaţi, frecvenţa rămânând de regulă aceeaşi.

Transformatorul ca dispozitiv electromagnetic dispune deci în esenţă de un sistem de înfăşurări electrice imobile între care are loc transferul de energie prin inducţie electromagnetică. Înfăşurarea care primeşte energia se numeşte înfăşurare primară, iar cealaltă care cedează energie se numeşte înfăşurare secundară..

Se numeşte transformator ridicător de tensiune acel transformator la care tensiunea secundară este mai mare decât cea primară. Dacă relaţia între tensiuni este inversă transformatorul se numeşte coborâtor de tensiune.

2.2. Elemente Constructive

Pentru a îndeplini funcţia pe care o are prin definiţie transformatorul trebuie să aibă ca elemente constructive de bază

-un sistem feromagnetic

-un sistem de înfăşurare

În afară de elementele active, denumite astfel pentru că sunt suportul material al câmpului magnetic, respectiv al câmpului electric, un transformator mai are în componenţă şi elemente cu rol constructiv:

-Cuvă

-Izolatoaree de trecere

-Schela

-Sisteme de protecţie

-Sisteme de răcire forţată

Sistemul feromagnetic al transformatorului sau circuitului magnetic se pune din:

-miez înfăşurător

-juguri care leagă miezurile între ele.

După poziţia relativă a sistemului magnetic faţă de înfăşurări se mai deosebesc tipuri constructive de transformatoare:

-tansformatoare cu coloane la care înfăşurarea cuprinde pe de-a întregul fierul transformatorului,

-transformatoare în manta, la care fierul cuprinde parţial înfăşurările.

La tipu cu coloane miezurile sunt aşezate vertical între juguri şi unor coloane.

Fig. 1. Miezul transformatorului Fig.2. Miezul transformatorului

Monofazat cu coloane şi înfăşurări monofazat în manta

concentrice

La tipul în manta există un singur miez median, pe care sunt aşezate înfăşurările şi juguri laterale care cuprind înfăşurările ca o manta. Miezul în manta are deci trei coloane, iar înfăşurările sunt concentrate pe coloana mediană coloanele laterale de secţiune jumătate din aceea a coloanei mediane au numai rolul de coloane de întoarcere pentru câmpul magnetic.

Secţiunea transversală a miezului la transformatorul cu coloane are forma :

• -pătrat, pentru transformatoare de putere mică ;

• -de poligon în trepte, pentru transformatoarele de putere mare pentru că bobinele înfăşurări acestui tip de transformatoare au forma rotundă.