MACCHINE ELETTRICHE. Trasformatori. Stefano Pastore. Dipartimento di Ingegneria e Architettura Corso di Elettrotecnica (IN 043) a.a.

Dimensione: px

Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "MACCHINE ELETTRICHE. Trasformatori. Stefano Pastore. Dipartimento di Ingegneria e Architettura Corso di Elettrotecnica (IN 043) a.a."

Dino Ventura
7 anni fa
Visualizzazioni

1 MACCHE EETTCHE Trasformatori Stefao Pastore Dipartimeto i gegeria e Architettura Corso i Elettrotecica ( 43) a.a. -3

3 trouzioe Trasformazioe ell eergia elettrica a bassa a alta tesioe e viceversa co ua macchia statica semplice e robusta co reimeto elevato (al 95% elle piccole al 99% elle grai) Eergia elettrica prootta agli alteratori è elevata co u trasformatore elevatore per la trasmissioe e abbassata co u trasformatore abbassatore per la istribuzioe Si compoe i u ucleo magetico i piccola riluttaza e quii i elevata permeabilità seza traferro. 3

4 Pricipi costruttivi e parti costitueti soo: ucleo: formato a u pacco i lamierii sottili a elevata permeabilità isolati tra loro co il piao i lamiazioe parallelo alle liee i flusso Uo o più avvolgimeti primari Uo o più avvolgimeti secoari Per problemi i isolameto e i raffreameto si hao trasformatori: aria olio resia 4

5 Schema el trasformatore moofase ucleo i materiale ferromagetico Flusso pricipale Φ Flussi ispersi Φ Φ esisteze egli avvolgimeti e iete perite el ferro Alimetazioe v s (t) siusoiale al primario Carico z c al secoario 5

6 Flussi e f.e.m. Flussi ispersi Φ i Φ i Forza mageto-motrice i i Φ Forze elettromotrici Φ e e t Φ t 6

7 e equazioi elettriche soo Moello circuitale el trasformatore t i i e v t i i e v Passiamo ai fasori 7 Φ Φ Φ E Φ E jx j jx j X X j j ω ω ω ω ω ω

8 3 eq. itere complesse i 5 variabili complesse: 6 eq. reali variabili reali (9 fissao la fase i ) 3 grai i libertà: eq. estere (3 eq. reali) Equazioi itere e estere ( ) ( ) Φ Φ Φ j jx j jx ω ω z c s 8

9 Equazioi semplificate coizioi i quasi-iealità cosierao le perite el rame ulle e il materiale ferromagetico perfetto: µ FE l µ FE S jωφ ω jωφ s z c Da cui: / / / / Per le poteze appareti: P app P app 9

10 Trasformatore a vuoto (correte a vuoto) µ : correte i magetizzazioe a : correte per le perite el ferro E jωφ µ Φ piccola << µ

11 Perite el ferro l fuzioameto a vuoto è rappresetato a ua resisteza fittizia e a ua reattaza fittizia X ove α è l agolo i perita el ucleo cosφ µ a cosα a a P µ cosϕ

12 Perite el ferro () ) steresi magetica (basse) ) Correti parassite (pacco i lamierii isolati) Cifra i perita Cp [W/kg] co campo i T a 5 Hz. alori tipici:.9-. W/kg Dipeoo a B M (prop. a ) e a f quii o ipeoo al carico a cui ipee ivece la correte e quii le perite el rame. Si ice allora che le perite a vuoto i u trasformatore soo le perite el ferro P. S cosφ. X a P cosφ Q P % % siφ P S µ.5 3%.%

13 U moello equivalete elle mutue è Mutua iuttaza M 3 Se k (accoppiameto massimo) ) ( k M k M M k M k s p s p

14 Trasformatore a carico Co il carico z c scorre ua correte agisce sul ucleo alterao il flusso Φ prootto prima alla sola µ ' ' %) (qualche ) ( j E j E E E j << Φ Φ µ ω ω ω Φ E prootto prima alla sola µ Si moifica la correte el primario per opporsi alla variazioe i Φ cioè si aggiuge la correte alla µ i moo tale a geerare ua uguale e cotraria alla. 4

15 Diagramma fasoriale a carico Diagramma fasoriale a carico semplificato (seza perite) 5

16 Elimiao il trasformatore ieale: ete equivalete a carico X X c c z z Ι Ι 6

17 ( ) ( ) c a a jx jx jx jx jx z µ µ µ µ ete equivalete a carico () s 7

18 ete equivalete a carico semplificata errore è piccolo poiché <<. 8

19 Prova i corto circuito trascurabile rispetto a cc Tesioe i corto circuito cc% : tesioe riotta i alimetazioe al primario perché sia cc P z cc% cc% cc z cc cc P S cc% z cc cc S cc z cc cc X cc% cosϕ a tesioe i cc il fattore i poteza i cc le tesioi omiali e la poteza apparete S [A] costituiscoo i ati i targa i u trasformatore. S cc z cc 9

20 Prova i corto circuito () fio a MA: cc% -5% fio a MA: cc% 5-5% Poteza issipata (P cc ): poteza erogata ulla perite el ferro trascurabili perché Φ è riotto ella stessa proporzioe i perite el rame: P j P cc cc cos φ cc cc cos φ cc A P cc z cc cc cc W X P cc z cc cosϕ cc P cc% cc% Pcc cc P S cc S cc P S cc cc

21 Si etermiao le perite el ferro Prova a vuoto µ µ ϕ X P P P P a a a f cos

22 eimeto a carico Sotto carico la poteza forita è: P cos φ l reimeto è: (95-99%) Pc cosϕ η P cosϕ P P j

23 Trasformatori trifase Possoo essere costituiti a tre trasformatori moofase uguali per grai poteze a alta tesioe; altrimeti si costruiscoo trasformatori trifase co u solo ucleo trifase 3

25 Trasformatori trifase () Segueo le orme CE la classificazioe ei trasformatori trifase segue i segueti criteri: il collegameto a stella viee iicato co Y al primario e co y al secoario; il collegameto a triagolo viee iicato co D al primario e co al secoario; viee iicato lo sfasameto tra tesioi primarie e secoarie el trasformatore; cioè la iffereza i fase (φ graezza primaria φ graezza secoaria ) tra ue tesioi pricipali i fase corrispoeti quao il primario è alimetato a ua tera iretta e simmetrica i tesioi cocateate. el calcolo ello sfasameto vegoo trascurati gli effetti issipativi i tal moo lo sfasameto risulta essere sempre u multiplo i 3. Divieo l agolo i sfasameto per 3 si associa a tale graezza u umero a a chiamato Gruppo Orario (GO) che iiviua il gruppo i apparteeza el trasformatore 5

26 l rapporto i trasformazioe viee cosierato come rapporto tra la tesioe cocateata primaria e quella secoaria Si cosiera u circuito equivalete moofase; la poteza viee poi moltiplicata per 3 Trasformatori trifase (3) D Y y D y Y t t t t ' ' ' ' ' ' ' ' : / 3 3 : / 3 3 : / 3 3 : / 6

27 Parallelo i Trasformatori ) Stesse tesioi omiali sia primarie che secoarie (stessa tesioe omiale primaria e stesso rapporto i trasformazioe a vuoto) ) el caso i trasformatori trifase stesso gruppo i apparteeza 3) Stessa tesioe i corto circuito stesso fattore i poteza i corto circuito 7

28 Autotrasformatori Avvolgimeto uico sul quale l avvolgimeto el secoario (BT) è rappresetato a ua porzioe ell itero avvolgimeto i spire (AT) Si risparmiao spire però o si ha isolameto elettrico 8

Documenti analoghi

La macchina a regime eroga la sua potenza nominale, alla tensione nominale, con un fattore di potenza pari a cosφ = 0.8 in ritardo.

La macchina a regime eroga la sua potenza nominale, alla tensione nominale, con un fattore di potenza pari a cosφ = 0.8 in ritardo. Corso di Macchie e azioameti elettrici - A.A. 01-01 Prova del 1 giugo 01 dati di targa di u motore asicroo trifase soo i segueti Tesioe omiale =410, f=50 Hz, poli, collegameto triagolo; avviameto stella/triagolo.