T.S.U Electronica Y Automatizacion
Páginas: 6 (1328 palabras)
Publicado: 29 de octubre de 2012
Diseño de un Transformador Monofásico
El sistema magnético estará formado por dos bobinas (una de primario y otra del secundario) arrolladas sobre un carrete que cada grupo elegirá entre los que se encuentren a disposición de los grupos en el laboratorio de Electrotecnia y un núcleo ferromagnético formado por chapas magnéticas que permitirá que el flujo común a ambas bobinas enlacemagnéticamente los circuitos de primario y secundario.
El circuito magnético del transformador monofásico dispone de dos caminos en paralelo por los que volverá el flujo que circula por la columna central. En la Figura 1.1 se esquematiza esa circulación de flujos.
En la figura 1 puede verse las distintas partes de un transformador monofásico.
El circuito magnético de un transformador monofásico estácaracterizado por dos áreas o superficies características: el Área de Núcleo, Ac, que es la superficie de la columna central del transformador, y el Área de Ventana, Av, que es la superficie del hueco o ventana que queda entre la columna central y las laterales; en realidad es la superficie que estará ocupado por los bobinados de primario y secundario, así como por los aislamientos.
Las chapasmagnéticas que se utilizarán tienen forma de E y de I. En la figura 2 puede verse el tipo de chapas que se utilizarán para construir el núcleo del transformador.
Conociendo las dimensiones anteriores, se podrá escribir que las áreas definidas serán:
Siendo D la profundidad del núcleo. Habitualmente, siempre que sea posible, se suele tomar un valor de D parecido a E; así Ac será una superficieprácticamente cuadrada. Se puede tomar un valor de D distinto a E, pero es mejor que la superficie se acerque al cuadrado.
Al producto de estas dos superficies se le denomina Área Producto, Ap, y es un valor muy significativo en el diseño de los transformadores, ya que está relacionada con la potencia nominal y con la densidad de corriente de los bobinados de primario y secundario.
Datos dePartida
El diseño y cálculo de un transformador consiste en elegir el tipo de núcleo que se va a utilizar, elegir el carrete correspondiente, definir los números de espiras de primario y secundario, así como los diámetros de los hilos esmaltados de los dos bobinados.
Parámetros de los Bobinados de Primario y Secundario
Para definir completamente cada bobinado es necesario determinar susdimensiones (altura y diámetros interior y exterior), el tamaño del conductor que la forma y el número de espiras. En este caso, la altura de ventana está definida por el tipo de chapas: 3E/2, siendo E la anchura de la columna central de la chapa magnética.
En la siguiente figura 3, se puede apreciar las diferentes dimensiones y parámetros de un conjunto de dos bobinados concéntricos.
Lasdimensiones de las bobinas son, además de “a” y “b” (altura y espesor de la bobina; b1 y b2 si hay dos bobinados), la profundidad “d” (D) y la anchura “e” (E) de las chapas magnéticas (son las dimensiones del núcleo: D y E), el espesor del carrete “f” y la longitud media de bobina o de espira “lmedia“ (se le llama también lm o MLT). El espesor del aislamiento entre bobinados es “c”.
La relaciónentre las dimensiones geométricas y el número de capas y de espiras por capa para cada bobina es la siguiente:
siendo “bk” el espesor de la bobina, NEk el número de espiras por capa y NCk el número de capas de la bobina. Nk=NEk NCk.
De la figura 3 se puede deducir la longitud de conductor y la resistencia de cada bobina.
Donde “Nk” es el número de espiras, “ρ” la resistividad (ρCu=1.77 10-8Ω m y ρAl=2.83 10-8 Ωm ) y “scuk” la sección efectiva del conductor correspondiente.
Una vez que se conoce la resistencia en corriente continua, RC, se obtendrá la de corriente alterna, R, suponiendo que el valor de RF es un 20% de la resistencia total de cada bobinado a la frecuencia de 50 Hz.
Por otra parte, la inductancia de dispersión de flujo (equivalente en el primario, Lp) para un...
El sistema magnético estará formado por dos bobinas (una de primario y otra del secundario) arrolladas sobre un carrete que cada grupo elegirá entre los que se encuentren a disposición de los grupos en el laboratorio de Electrotecnia y un núcleo ferromagnético formado por chapas magnéticas que permitirá que el flujo común a ambas bobinas enlacemagnéticamente los circuitos de primario y secundario.
El circuito magnético del transformador monofásico dispone de dos caminos en paralelo por los que volverá el flujo que circula por la columna central. En la Figura 1.1 se esquematiza esa circulación de flujos.
En la figura 1 puede verse las distintas partes de un transformador monofásico.
El circuito magnético de un transformador monofásico estácaracterizado por dos áreas o superficies características: el Área de Núcleo, Ac, que es la superficie de la columna central del transformador, y el Área de Ventana, Av, que es la superficie del hueco o ventana que queda entre la columna central y las laterales; en realidad es la superficie que estará ocupado por los bobinados de primario y secundario, así como por los aislamientos.
Las chapasmagnéticas que se utilizarán tienen forma de E y de I. En la figura 2 puede verse el tipo de chapas que se utilizarán para construir el núcleo del transformador.
Conociendo las dimensiones anteriores, se podrá escribir que las áreas definidas serán:
Siendo D la profundidad del núcleo. Habitualmente, siempre que sea posible, se suele tomar un valor de D parecido a E; así Ac será una superficieprácticamente cuadrada. Se puede tomar un valor de D distinto a E, pero es mejor que la superficie se acerque al cuadrado.
Al producto de estas dos superficies se le denomina Área Producto, Ap, y es un valor muy significativo en el diseño de los transformadores, ya que está relacionada con la potencia nominal y con la densidad de corriente de los bobinados de primario y secundario.
Datos dePartida
El diseño y cálculo de un transformador consiste en elegir el tipo de núcleo que se va a utilizar, elegir el carrete correspondiente, definir los números de espiras de primario y secundario, así como los diámetros de los hilos esmaltados de los dos bobinados.
Parámetros de los Bobinados de Primario y Secundario
Para definir completamente cada bobinado es necesario determinar susdimensiones (altura y diámetros interior y exterior), el tamaño del conductor que la forma y el número de espiras. En este caso, la altura de ventana está definida por el tipo de chapas: 3E/2, siendo E la anchura de la columna central de la chapa magnética.
En la siguiente figura 3, se puede apreciar las diferentes dimensiones y parámetros de un conjunto de dos bobinados concéntricos.
Lasdimensiones de las bobinas son, además de “a” y “b” (altura y espesor de la bobina; b1 y b2 si hay dos bobinados), la profundidad “d” (D) y la anchura “e” (E) de las chapas magnéticas (son las dimensiones del núcleo: D y E), el espesor del carrete “f” y la longitud media de bobina o de espira “lmedia“ (se le llama también lm o MLT). El espesor del aislamiento entre bobinados es “c”.
La relaciónentre las dimensiones geométricas y el número de capas y de espiras por capa para cada bobina es la siguiente:
siendo “bk” el espesor de la bobina, NEk el número de espiras por capa y NCk el número de capas de la bobina. Nk=NEk NCk.
De la figura 3 se puede deducir la longitud de conductor y la resistencia de cada bobina.
Donde “Nk” es el número de espiras, “ρ” la resistividad (ρCu=1.77 10-8Ω m y ρAl=2.83 10-8 Ωm ) y “scuk” la sección efectiva del conductor correspondiente.
Una vez que se conoce la resistencia en corriente continua, RC, se obtendrá la de corriente alterna, R, suponiendo que el valor de RF es un 20% de la resistencia total de cada bobinado a la frecuencia de 50 Hz.
Por otra parte, la inductancia de dispersión de flujo (equivalente en el primario, Lp) para un...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.