Transformatoare Electrice

1.Generalitaţi

Transformatorul electric este un aparat static cu două sau mai multe înfăşurări cuplate magnetic,cu ajutorul căruia se schimbă valorile mărimilor electrice ale puterii în curent alternativ,frecvenţa rămânând aceeaşi.

Funcţionarea transformatorului are la baza fenomenul de inducţie electromagnetică.Pentru realizarea unui cuplaj magnetic cât mai strâns ,înfăşurările sunt aşezate pe un miez feromagnetic .La frecvenţe mai mari de 10 kHz transformatorul se realizează fără miez feromagnetic.

În funcţie de destinaţia lor ,în principal ,transformatoarele sunt:

a.Transformatoare de putere,care alimentează anumiţi consumatori sau conectează între ele diferite sisteme energetice.

b.Transformatoare de măsură,prin intermediul cărora se pot măsura caracteristicile unui anumit sistem,de înaltă tensiune sau curenţi mari,cu aparatele de măsurat nuite,transformatoare care pot fi incluse şi în categoria aparatelor electrice.

Dintre acestea,probleme deosebite ridică transformatoarele de putere şi,in special,cele de puteri şi tensiuni mari,chiar dacă tehnologia de fabricaţie a ambelor categorii este asemănătoare.

Transformatoarele de puteri mici,mai mici de 1 kVA au,de regulă,răcire naturală în aer şi se numesc transformatoare uscate.Cele de puteri mai mari au răcire în ulei,deşi in ultmul timp s-au construit si transfomatoare uscate cu puteri de pâna la 1 600 kVA.

2.Elemente constructive ale transformatoarelor

2.1.Construcţia miezului feromagnetic

Miezul feromagnetic reprezintă calea de închidere a fluxului principal al transformatorului,flux produs de solenaţia de magnetizare a înfăşurării primare care se alimentează de la o tensiune alternativă.

La transformatoarele de putere,utilizate la frecvenţa industrială,miezul feromagnetic este construit din tole de oţel elctrotehnic aliat cu siliciu şi izolate între ele.Utilizarea tolelor conduce la micşorarea pierderilor prin curenţi turbionari,iar alierea oţelului cu siliciu asigură pierderi realativ reduse,datorate atât curenţilor turbionari,cât si fenomenului de histerezis.

În construcţia miezurilor de transformatoare se utilizează frecvent tolele din oţel electrotehnic laminate la rece,cu cristale orientate numite şi tole lexlurate ,izolate cu carlit,care prezintă o creştere a permeabilităţii magnetice în direcţia laminării şi o îngustare a suprafeţei ciclului histerezis.

Izolaţia ceramică,carlitul,este o acoperire anorganică a tablei,produsă printr-un tratament de suprafaţă atât termic,cât si chimic,care protejează tabla atât împotriva ruginii în timpul stocării,cât si contra oxidării în timpul recoacerii.

Tabla laminată la rece cu cristale orientate îşi schimbă într-o măsură importantă caracteristicile,ca urmare a modificării structurii în timpul tăierii,ştanţării,îndoirii sau lovirii tolelor.De accea,pentru îmbunătaţirea calităţii tolelor,a fost necesară introducerea operaţiei de recoacere.

Recoacerea se poate face la miezuri împachetate,la pachete de tole sau,cel mai des tola cu tola.

Din punct de vedere constructiv,miezul feromagnetic pentru transformatoare se compune din coloane al căror număr depinde de tipul şi de numărul de faze ale transformatorului şi jugurile care servesc la închiderea liniilor de câmp magnetic între coloane .

La transformatoarele de putere,jugul superior este astfel construit încât să se poată demonta sau despacheta,pentru introducerea bobinelor.

Există două metode de a executa miezurile:cu îmbinare prin suprapunere şi prin întreţesare.

Potrivit primei metode,coloanele şi jugurile se execută separat,iar după aceasta miezul se asambleză cu buloane speciale de strângere.

Conform metodei a doua,o tola a coloanei alternează cu o tolă a jugului,înlaturându-se dezavantajul întrefierului net parazit al îmbinării prin suprapunere.Pentru tolele din tablă laminată la rece cu cristale orientate,asamblarea dintre coloane şi juguri se face,prin teşirea tolelor.