Universitatea Politehnica BucurestiUniversitatea Politehnica BucurestiFacultatea de Inginerie ElectricaFacultatea de Inginerie Electrica

Vasile Roxana Giorgiana Vasile Roxana Giorgiana Grupa 111B Grupa 111B Anul 1B Anul 1B

Transformatoare

IntroducereIntroducere

• Notiuni generale;• Compunerea unui transformator;• Principiul de functionare;• Reginimul nominal al unui tranformator;• Sistemul magnetic;• Jugurile transformatorului;• Pierderile in transformator;• Aplicatiile acestuia;• Transformatorul ideal.

Notiuni generaleNotiuni generale

Un transformator este o mașină electrică care

transferă energie electrică dintr-un circuit în altul funcționând pe

baza legii inducției electromagnetice.

In circuitele si retele electrice,transformatorul

realizeaza transfer de energie electrica dintr-o

retea de anumiti parametri.

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.

Compunerea unui transformatorCompunerea unui transformator

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

1)circuitul magnetic- reprezentat de miezul de fier şi construit din tole de oţel

electrotehnic pentru reducerea pierderilor în fier;2)circuitele electrice- reprezentate de două sau mai multe

înfăşurări din Cusau 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.

Principiul de functionarePrincipiul de functionare

Presupunem că ambele circuite ale transformatorului au spirele înfășurate în același sens și că au N1 respectiv N2 spire. Transformatorul se consideră că funcționează în gol.

Dacă se aplică transformatorului tensiunea alternativă u1, de valoare efectivă U1, în primar apare curentul de intensitate

i1 și valoare efectivă I1. Acesta, conform legii Biot-Savart, dă naștere unui flux magnetic

alternativ având valoarea instantanee Φ = Φmcos ωt.

Reginimul nominal al unui Reginimul nominal al unui tranformatortranformator

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).

Jugurile transformatoruluiJugurile transformatorului

Jugurile transformatoarelor pot fi:• juguri laterale • juguri frontaleJugurile laterale sunt cele care leaga cele doua capete ale uneia si

aceleiasi coloane , are o parte laterala a carei axa este perpendiculara pe axa coloanei.

a) sistem magnetic monofazat in manta;b) Sistem magnetic monofazat cu coloane si in manta;c) Sistem magnetic trifazat cu coloane si in manta (sistem magnetic cu cinci coloane)

Jugul frontal este cel care leaga capetele a doua sau mai multe coloane diferite

a) Sistem magnetic monofazat cu coloane; b) Sistem magnetic trifazat plan cu coloane.

Pierderile in transformatorPierderile in transformator

• Pierderi în circuitul magnetic – nu tot fluxul magnetic trece prin miezul magnetic al transformatorului;

• Pierderi în înfășurări – prin efect Joule;• Curenții turbionari – induși în miezul

magnetic, acesta fiind un material conductor;

• Magnetostricție.

Aplicatiile transformatoruluiAplicatiile transformatorului

Principala utilizare a trasformatorului este la transportul energiei electrice pe distanțe mari, prin implementarea liniilor de înaltă tensiune. La capătul de aplicare a energiei se folosesc transformatoare ridicătoare de tensiune, iar la destinație energia se transmite linilor de joasă

tensiune prin intermediul unor transformatoare coborâtoare de tensiune

electrică.

Transformatorul idealTransformatorul ideal

Un transformator ideal, cu înfăşurări primare şi secundare identice, ar dezvolta aceleaşi căderi de tensiune şi curenţi în ambele înfăşurări, indiferent de valoarea sarcinii. Ideal, transformatoarele ar trebui să transfere putere electrică din primar în secundar ca şi cum sarcina ar fi conectată direct la sursă. Acest lucru se poate realiza doar dacă există un cuplaj magnetic perfect între cele două înfăşurări. Din moment ce acest lucru nu este imposibil, transformatoarele trebuiesc proiectate pentru a funcţiona între anumite valori ale tensiunii şi sarcinii, valori cunoscute dinainte, pentru a oferi maximul de eficienţă.