BREVIAR CALCUL TRANSFORMATOR DE REŢEA

Pentru a putea calcula tensiune secundară a transformatorului am luat în considerare

căderea de tensiune pe circuitul regulator – 2,5V (vezi Anexa1), căderea de tensiune pe cele

două diode din punte – 1,4V, căderea de tensiune pe dioda D4 – 0,7V şi tensiunea de

încărcare a bateriei – 7,2V:

Se adoptă .

Datele transformatorului:

-

-

-

-

-

- tipul constructiv: în manta

- sistemul de răcire: în aer

Puterea aparentă:

Se adoptă

A. Calcului circuitului magnetic

- Secţiunea coloanei:

Unde: este constantă de calcul.

- Dimensiunile miezului coloanei de formă dreptunghiulară considerând

rezultă:

de unde se obţine lungimea pachetului:

17

- lăţimea coloanei:

Prin rotunjire, se stabilesc următoarele dimensiuni ale coloanei:

pentru care rezultă următoarea secţiune a coloanei:

- Secţiunea coloanei, considerând miezul în manta:

Dimensiunile înfăşurărilor şi miezului transformatorului monofazat în manta:1- carcasa bobinelor; 2- izolaţia dintre înfăşurări

Fiind un transformator mic, lăţimea T a ferestrei se va determina după dimensionarea

înfăşurărilor; în prealabil se va stabili înălţimea coloanei şi deci a bobinei.

- Înălţimea coloanei:

Pentru transformatoarele mici ( ), cu sistem de răcire în aer care au miezul

în manta din tole profil E + I din tablă silicioasă laminată la rece cu cristale neorientate, cu

grosime de 0,5 mm se aproximează:

-

-

18

-

Prin rotunjire se alege .

B. Calculul înfăşurărilor

Randamentul şi căderea de tensiune (în procente)ale transformatoarelor de mică putere

- T.e.m. din primar şi din secundar:

în care am luat

- Numărul de spire al înfăşurărilor:

19

- Valorile definitive ale fluxului magnetic şi inducţiilor magnetice:

- Fluxul magnetic util:

- Inducţia magnetică în coloană:

- Inducţia magnetică în jug:

- Curenţii nominali ai transformatorului:

unde s-a considerat , iar din figură.

- Secţiunile orientative ale conductoarelor

unde s-a luat pentru ambele înfăşurări utilizându-se conductoare

de cupru.

- Dimensiunile conductoarelor se aleg din tabele:

20

- Pentru înfăşurarea primară, conductor rotund izolat cu un strat de email tereftalic

(ET):

pentru a lucra cu acoperire s-a luat , rezultând:

- Pentru înfăşurarea secundară, tot conductor rotund izolat cu un strat de email

tereftalic (ET):

pentru a lucra cu acoperire s-a luat , rezultând:

- Valorile definitive ale densităţilor de curent:

- Dimensiunile înfăşurărilor

- Înălţimea bobinelor:

- Numărul de spire pe un strat

o pentru primar:

o pentru secundar:

- Numărul straturi

o pentru primar:

21

- adică 11 straturi

o pentru secundar:

- adică 2 straturi

- Grosimile bobinelor

o pentru primar:

o pentru secundar:

- Lăţimea ferestrei transformatorului:

unde:

1mm - jocul (pe o parte) între interiorul carcasei şi miez

2mm - grosimea carcasei

3mm – distanţa de asamblare, care include şi grosimea izolaţiei dintre bobine

C. Calcului pierderilor şi curentului de funcţionare în gol

- Rezistenţa înfăşurărilor având conductoare din cupru şi clasa de izolaţie F:

o pentru înfăşurarea primară:

o pentru înfăşurarea secundară:

unde lungimile medii sunt:

22

- Pierderi în înfăşurări, considerând :

o pentru înfăşurarea primară:

o pentru înfăşurarea secundară:

o pierderi totale:

- Masa conductoarelor înfăşurărilor:

- Masa netă a fierului:

unde:

- Pierderi totale în fier:

unde: pentru secţiunea dreptunghiulară a miezului magnetic, s-a

adoptat: ; pentru miez din tablă silicioasă laminată la rece, cu

cristale neorientate şi grosime 0,5 mm.

- Curentul de funcţionare în gol:

- componenta activă:

23

- componenta reactivă, sau curentul de magnetizare:

unde:

pentru

pentru

pentru un miez cu formă dreptunghiulară

pentru îmbinări făcute în unghi drept

, deoarece utilizând tole profil E+I, numărul rosturilor de

îmbinare dintre tole este mic.

- Curentul total la funcţionarea în gol:

sau în procente din

valoare cam mare, dar obişnuită pentru transformatoarele mici cu miez feromagnetic

din tablă silicoasă cu cristale neorientate.

- Randamentul transformatorului la sarcină nominală ( ), în procente:

care este mai mare decât valoarea considerată: 83%.

D. Calculul termic

- Estimarea încălzirii transformatorului

- suprafaţa liberă a bobinei este:

24

şi reprezintă suprafaţa laterală exterioară a bobinei mai puţin partea din dreptul

ferestrei transformatorului (a coloanelor laterale).

- suprafaţa liberă a miezului (suprafaţa laterală + frontală, fără cea interioară):

unde:

este coeficientul mediu de transmitere a căldurii

de pe suprafeţele deschise ale înfăşurărilor şi miezul transformatorului.

este căderea de temperatură de la straturile interioare ale

infăşurării la cele exterioare.

Se observă că:

care este temperatura maximă pentru clasa de izolaţie F, ceea ce înseamnă ca

transformatorul a fost bine dimensionat.

25