Princípio de Transformador

Transformadores: generalidades

1. Princípio de transformador
2. Rendimento dos transformadores

3. Divisão geral dos transformadores

4. Forca electromotriz induzida nos enrolamentos do transformador

5. Perdas nos transformadores

6. Tipos de núcleos de transformadores

7. Polaridade ou sequência de fases

8. Auto transformador
9. Acoplamento dos transformadores trifásicos

O transformador é um aparelho, estático de indução electromagnética, destinado a transformar um sistema de corrente alternada, em outro ou outros sistemas de corrente alternada, de intensidade ou tensão, geralmente diferentes mas da mesma frequência.

Esta constituído por um circuito magnético sobre o qual se enrolam as bobinas isoladas entre si, e de núcleo.

O enrolamento de entrada esta conectado a fonte de energia e se chama enrolamento primário, enquanto o que subministra a energia esta conectado a carga e se chama: enrolamento secundário. A transmissão de energia do enrolamento primário ao enrolamento secundário se efectua por meio do fluxo magnético alterno produzido pelo primário.

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PRINCÍPIOS DO TRANSFORMADOR

o transformador baseia-se no principio de que a energia pode-se transformar eficazmente por indução electromagnética, desde um enrolamento a outro por meio de um fluxo magnético variável, sempre e quando ambos enrolamentos estão no mesmo circuito magnético, o circuito magnético é de núcleo de laminas de aço. Em um transformador o núcleo está formado por chapas rectangulares de aço laminado, mas geralmente aço com um percentagem de silício, unidas entre si por grapas ou pasadores.

Quando o enrolamento primário se energiza com corrente alternada, aparece nele uma corrente que varia sinusoidalmente com o tempo. Uma vez que o enrolamento primário envolve o núcleo de aço laminado, a sua forca magneto motriz produz no núcleo um fluxo Ø que varia também sinusoidalmente com o tempo.

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RENDIMENTO DOS TRANSFORMADORES

Devido ao facto de os transformadores não terem partes móveis nem giratórias para transmitir energia do primário o secundário, não há fricção ou atrito entre as suas partes, nem com o ar. Ademais, as outras perdas são relativamente pequenas, de maneira que a eficiência e elevada. As eficiências típicas dos transformadores a plena carga estão compreendidas entre 96% e 97,5%, e em capacidades extremamente grandes, as eficiências são tão elevadas quase a 99%.

SÍMBOLOS UTILIZADOS PARA REPRESENTAR UM TRANSFORMADOR

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CLASSIFICAÇÃO GERAL DOS TRANSFORMADORES

De acordo a sua utilização, os transformadores se podem dividir em três grandes grupos, a saber:

Transformadores de energia

São aqueles transformadores muito grandes, desenhados e utilizados para subestações de energia. Estes por sua vez podem dividir em quatro grupos de acordo a forma e construção de seus núcleos.

• Transformadores tipo núcleo de colunas ou núcleo envolvido

• Transformadores de núcleo couraçados ou núcleo envolvente.

• Transformadores de núcleo tipo H

• Transformadores de tipo Spirakore.

Transformadores de distribuição (São aqueles transformadores de voltagens mais baixas, empregados na distribuição de energia nos centros de consumo. As voltagens mais comuns no primário nestes transformadores são de 33 e 22 e 11 kV), Transformadores de baixa potência (São aqueles transformadores utilizados na fabricação de equipamentos electrónicos, geralmente para reduzir voltagem, como em televisores, amplificadores etc), Transformadores de medida e de protecção.

Em relação ao sistema das tensões: Monofásicos (Os que constam de um enrolamento primário e outro secundário), Trifásicos (Os que tem três enrolamentos no primário e três no secundário. Estes enrolamentos conectam-se, para obter transformadores do tipo delta e estrela), trifasicos-hexafasicos, trifasicos-dodecafasicos, trifasicos-monofasicos

De acordo com o aumentar ou diminuir a tensão: elevadores (Quando a voltagem do secundário é maior que a voltagem do primário), redutores (Quando a voltagem do secundário é menor que a voltagem do primário), de relação um a um (Quando a voltagem secundaria é igual a voltagem do primário. Estes transformadores utilizam-se como isoladores para evitar possíveis choques eléctricos)

Em relação ao meio ambiente em que estão construídos, classificam-se em: transformadores para interior e para exterior.

Quanto ao elemento refrigerante que necessitam: Transformadores a seco, banho de óleo, com Pyralento (askarel).

De acordo com o tipo de refrigeração: Refrigeração natural ou refrigeração forcada.

FORCA ELECTROMOTRIZ INDUZIDA NOS ENROLAMENTOS DO TRANSFORMADOR

La fuerza electromotriz instantanea induzida en un vevanado de un transformador, se puede escribir como:

Puesto que el flujo en el núcleo del transformador ha de ser una onda senosoiddal.

e = N dØ,

          dt

Ø = Ø max Sen wt   y   d Ø  = w Ø max Cos wt

                                 dt

Por lo tanto e = wN Ø  max Cos wt

Debido a que la F.E.M instantanea es la ecuacion anterios se encontrara en su valor maximo cuando Cos wt=1, entonces:

Emax = 2IifN Ømax y E= Emax= 4,44 F Nømax

De acuerdo con lo anterior, la F.E.M inducida en el devanado de un transformador es proporcional a tres factores; flujo, frecuencia y numero de espiras. La ecuacion completa de la F.E.M, suponiendo onda senosoidal de flujo en unidades electromagnéticas del sistema C.G.S, es:

E= 4,44 F N Ømax 10-8 voltios (1)

Donde: F es la frecuencia en Hz

N: numero de espiras

Ømax: es el valor maximo del flujo, expresado en maxwells.

10-8 : factor de conversion en unidades.

El valor del Ømax depende del tipo del núcleo utilizado, y puede calcularse por la formula:

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