14. TRANSFORMATOARE SI AMPLIFICATOARE MAGNETICE
14.1. TRANSFORMATOARE ELECTRICE MONOFAZATE
14.1.1. Definitii, conventii, constructie Transformatoarele
electrice sunt aparate care transmit prin inductie electromagnetica
statica,
energie electromagnetica de la unele circuite electrice
(primare) la alte circuite electrice (secundare) modific nd
valorile variabile in timp ale tensiunilor si curentilor.
Circuitele electrice cuplate magnetic sunt elementele esentiale ale
transformatorului electric (cf. fig. 14.1.1).
Infasurarea primara (1) primeste energia de c.a. iar infasurarea
secundara (2) cedeaza energia de c.a.
transformat. In studiul transformatorului, toate marimile care
se refera la infasurarea primara se numesc marimi
primare si poarta indicele 1, iar cele care se refera la
infasurarea secundara se numesc marimi secundare si poarta indicele
2.
Transformatorul poate fi cobor tor de tensiune, daca U2 < U1
sau ridicator de tensiune, daca U2 > U1.
Infasurarile se mai numesc si dupa marimea relativa a tensiunii:
infasurare de inalta tensiune (I.T.) si infasurare de joasa
tensiune (J.T.).
Capetele infasurarilor si bornele la care acestea se leaga se
marcheaza astfel: inceputurile cu litere de la inceputul
alfabetului (A, B, C sau a, b, c), sf rsiturile cu litere de la sf
rsitul alfabetului (X, Y, Z sau x, y, z), literele mari corespunz
nd infasurarilor de inalta tensiune, iar cele mici infasurarilor de
joasa tensiune.
Sensurile de referinta ale tensiunilor la borne se considera
orientate de la bornele de intrare spre cele de iesire (de la A la
X etc.), iar sensurile de referinta ale curentilor sunt asociate
celor ale tensiunilor la borne dupa regula de la receptoare la
primar si dupa regula de la surse (generatoare) la secundar (fig.
14.1.1).
Dupa destinatia lor, se clasifica in: a) Transformatoare de
putere (sau de forta) care sunt transformatoare monofazate sau
polifazate (de
obicei trifazate cu doua infasurari sau cu trei infasurari pe
faza) folosite la transportul si distributia energiei
electrice.
b) Transformatoare de joasa frecventa cu infasurarile dispuse in
jurul miezului feromagnetic pentru a se realiza un cuplaj magnetic
str ns (dispersie magnetica redusa).
c) Transformatoare de inalta frecventa folosite in tehnica
curentilor slabi care nu au in general miez din tole de otel ci din
ferite cu rezistivitate mare pentru a se evita pierderile prin
histerezis magnetic si curenti turbionari.
d) Transformatoare de masura (reductoare) de tensiune sau de
intensitate (marimi impuse infasurarii primare) ce permit folosirea
aparatelor de masura sau de protectie (relee) standardizate de
tensiuni joase (100 V) si curenti slabi (1A) si izolarea acestora
fata de circuitele primare care pot avea tensiuni inalte.
Fig. 14.1.1.
A I1
I2 M
x
2
1
u2
u1
S
G
Xa
e) Autotransformatoare cu c te un circuit realizat ca o parte a
altui circuit, (neizolat fata de acesta), avantajoase (se
realizeaza economie de Cu si fier) c nd raportul de transformare
(raportul numarului de spire) este apropiat de unitate.
f) Transformatoare cu destinatii speciale (de sudura, pentru
cuptoare electrice, de incercari la inalta tensiune, pentru
redresoare sau convertizoare, amplificatoare magnetice etc.) ce
completeaza diversele tipuri de transformatoare folosite.
Desi domeniul de intrebuintare al transformatoarelor este foarte
larg, iar numarul formelor constructive este mare, fenomenele
esentiale ce se produc la functionarea transformatoarelor si
metodele de studiere a lor sunt comune.
De aceea, in continuare se va avea in vedere transformatorul cu
miez feromagnetic monofazat si apoi cel trifazat cu doua infasurari
pe faza, ca transformatoare tipice.
Principalele elemente constructive ale unui transformator sunt:
miezul magnetic; infasurarile; cuva cu ulei (daca racirea se face
cu ulei). Miezul magnetic serveste ca circuit de inchidere pentru
fluxul magnetic principal (util). Miezul este
realizat din tole de otel electrotehnic cu grosimi intre 0,15
0,5 mm grosime, izolate intre ele cu h rtie, lac, oxizi sau
straturi ceramice. In constructia miezului se disting coloanele si
jugurile. Coloanele sunt portiunile de miez peste care se aseaza
infasurarile, iar jugurile sunt portiunile de miez care inchid
circuitul magnetic al coloanelor. Dupa modul de dispunere a
coloanelor si al jugurilor se disting doua constructii de baza ale
miezului: cu coloane (fig. 14.1.2a) si in manta (fig. 14.1.2b).
a b
Fig.14.1.2
Infasurarile se realizeaza din conductoare de Cu sau Al izolate.
Dispunerea infasurarilor pe coloane poate fi: concentrica;
alternanta (sau in galeti). La infasurarile concentrice, bobina de
joasa tensiune se monteaza l nga coloana, iar cea de inalta
tensiune in exterior. Bobinele se izoleaza fata de coloane cu
ajutorul carcaselor care se confectioneaza din carton elth.
(prespan) textolit sau pertinax.
