Appunti Introduttivi al Trasformatore (funzionamento, struttura, perdite)

INTRODUZIONE TRASFORMATORE

• MACCHINA ELETTRICA STATICA
• MODELLA L'ENERGIA
  • CAMBIA V E I
  • COSTANTI
• STRUTTURA
  • NUCLEO FERROMAGNETICO LAMINATO
    • GAMBE E GIROIDI
  • BOBINE RAMI
  • TRAFERRO ARIA
• INDUZIONE (Legge Faraday-Lenz)
  • EFFETTO TRASFORMATORICO
  • V E I VARIABILI
  • CATENA DI EVENTI
• SCHEMA FUNZIONAMENTO (Tensione)
  • V₁ ≅ E₁ (f.c.e.m.)
  • E₂ = V₂ (f.em.) A CARICO
  • φ = φ₀ + φ_0'
• PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO
  • MODELLO MATEMATICO
    • CIRCUITO EQUIVAL.
• PERDITE
  • RAMI (Joule)
  • FERRO (ISTERESE)
  • ADDIZIONALI
    • R NON UNIFORME

INTRODUZIONE TRASFORMATORE

• MACCHINA ELETTRICA STATICA
• MODELLA L'ENERGIA
  • CAMBIA V E I
  • COSTANTI
  • P_ef
• STRUTTURA
  • NUCLEO FERROMAGNETICO LAMINATO
    • GAMBE E GIACHI
  • BOBINE RAME
    • PRIMARIO E SECONDARIO
  • TRAFFERRO ARIA
• INDUTTANZA (Legge Faraday-Lenz)
  • EFFETTO TRASFORMATORICO
    • V E I VARIABILI
    • ε=-Ndφ/dt
• SCHEMA FUNZIONAMENTO (temporale)
  • v₁ = e₁ (f.c.e.m.)
  • e₂ = v₂ (f.c.e.m.) A CARICO
  • φ = φ₀ + φ_0'
• PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO
  • MODELLO MATEMATICO
    • CIRCUITO EQUIVAL.
      • V̅₁ = -E̅₁ + Z̅₁I̅₁
      • E̅₂ + Z̅₂I̅₂ + V̅₂
      • I₁ + I₂ = I₀
• PERDITE
  • RAME (Joule)
  • FERRO (ISTERESI - CORRENTI PARASSITE)
  • ADDIZIONALI
    • R NON UNIFORME
    • FERRO NON UTILE

STRUTTURA

• Monofase
• Trifase
• Corazzato

- NUCLEO

• Ferro magnetico µ >> 1
  • Laminato
    • Gambe e giochi
      • Giunti affacciati intercalati
      • Gambe esterne + flusso + protezione

- AVVOLGIMENTI

• Concentrico (sovrapposti)
  • BT interno → Isolante
  • AT esterno → + Raffredd
• Intercalati
  • Alternate BT e AT

- BOBINE

• Circolari
• A piattina → Tutti isolati tra loro
• A nastro

- ISOLANTE

• Olio
• Resina

PERDITE TR

• RAME
  • Joule (RI²)
  • Sezione → evitare T elevate
• FERRO
  • ISTERESI
    • Non linearità \[ \mathbf{B} = \mu \mathbf{H} \]
    • Curva H; B → \( dW = h d b \)
    • Allineamento domini di Weiss
    • \[ \Delta P_{fe, i.s} = K_{is} \int Bx^{\alpha} \] \( \alpha = 1,4 - 2,16 \)
      • Forma ciclo
      • Materiale
  • I PARASSITE
    • Induzione
    • Laminazione trasv
      • +R \(( \rho \cdot e / RL^2 )\)
    • \[ \Delta P_{fe, c.p} = \frac{k}{R} \int B_{max}^2 \cdot S \]
  • SILICIO*
    • riduce area isteresi
    • +\(\rho\)
• PERDITE INDUTTIVE → \( \varphi_0' \) (area) → ferromagneti
  • \( \varepsilon_0 = -N \varphi_0' \frac{di}{dt} = jX_0' \)
• PERDITE ADDIZIONALI
  • Ferro no nucleo (carcassa, bulloni)
  • Rame
    • I₁ non uniforme (B distante)
  • Isolamento
    • Olio
    • Carta