Projeto Transformador Monofásico

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Centro de Tecnologia - CT

Departamento Engenharia Elétrica – DEE

PRINCÍPIOS DE CONVERSÃO ELETROMECÂNICA

PROJETO DE UM TRANSFORMADOR MONOFÁSICO

Aluno: Arlindo Hernany Ramos Delgado – 377052

Turma: 01

Professor: Dalton de Araújo Honório

Fortaleza – 20 de Abril de 2018

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Sumário

1 - Objetivos        3

I.        Objetivos Gerais        3

II.        Objetivos Gerais        3

2- Características do transformador a ser projetado        3

3 -  Procedimento:        4

Etapa 1: Calcular os valores das correntes primários e secundários        4

Etapa 2: Determinar a seção dos condutor        4

Etapa 3: Cálculo da seção magnética do núcleo.        5

Etapa 4: Calcular o número de espiras nos enrolamentos primário e secundário        6

Etapa 5:  Calcular a seção do cobre enrolado (SCU)        7

Etapa 6: Possibilidade de execução do projeto        7

Etapa 6: Peso do ferro e do cobre        8

Etapa 7: Perdas no ferro        8

Etapa 8: Perdas no cobre        9

Etapa 9: Rendimento        9

4- CONCLUSÃO        10

5- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS        11

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1 - Objetivos

1. Objetivos Gerais

• Projetar um transformador monofásico de núcleo envolvente 220 V / 115 V

1. Objetivos Gerais

•Condutores.

• Núcleo.

• Perdas elétricas e magnéticas.

• Rendimento.

• Fator de deslocamento a vazio.

• Curva de rendimento x Carregamento para fator de deslocamento de 0,92.

2- Características do transformador a ser projetado

• Tensão primário: V1=220V
• Tensão secundário: V2=115V
• Frequência: f=60Hz
• Potência aparente: W2=500VA

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3 -  Procedimento:

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Fig. 1- Transformador Monofásico Tipo Núcleo Envolvente 220 V / 115 V.

Etapa 1: Calcular os valores das correntes primários e secundários

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Para se calcular a corrente primária, é necessário avaliar a potência primária, o que é feito acrescentando-se à potência secundária 10% de seu valor relativo as perdas:

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Agora já podemos encontra a corrente primária:

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Etapa 2: Determinar a seção dos condutor

Para isso, é preciso fixar a densidade de corrente (d). Pela tabela abaixo podemos determinar essa densidade tendo em conta a potência. Assim, com a potência de 500VA temos uma densidade de 3A/mm2.

[pic 7]Tabela 1: Densidade de corrente

Tendo isso podemos calcular as seções dos condutores:

     ➔   Fio nº 19 (AVG) ➔ [pic 8][pic 9]

   ➔  Fio nº 15 (AVG)  ➔ [pic 10][pic 11]

Baseado na tabela de conversão de milímetros em AVG encontrou as devidas seções primaria e secundaria. (Tabela em anexo)

Com isto, temos que a densidade de corrente resultante prevista será:

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Para o cálculo da perda no cobre considera-se a densidade média de 2,875 A/mm2 [pic 14]

Etapa 3: Cálculo da seção magnética do núcleo.

Para se calcular o núcleo do transformador é preciso considerar-se o tipo de lâminas e o número de circuitos que o transformador possui. No nosso caso, utilizou-se inicialmente a fórmula referente ao transformador de um primário e um secundário para lâminas padronizadas:

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A partir da seção magnética, encontra-se a seção geométrica, acrescentando em 10% do valor encontrado para a seção magnética:

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Dimensões do núcleo central 5 x 5  em forma E-I. Emprega-se a lâmina padronizada nº 6, resultando o comprimento do núcleo de 5cm.

[pic 17][pic 18]

Figura 2: Lâmina Padronizada do Tipo E-I

[pic 19] Figura 3: Dimensões Transformador

As verdadeiras dimensões efetivas do núcleo serão:

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Etapa 4: Calcular o número de espiras nos enrolamentos primário e secundário

Primeiro calcula-se a relação “espiras por volt”:   [pic 21]

A quantidade de espiras para o primário (N1) será:

𝑵𝟏= 𝑽𝟏. 𝟏,5= 𝟐𝟐𝟎 . 𝟏,5 = 𝟑30 𝒆𝒔𝒑𝒊𝒓𝒂𝒔

As espiras para o secundário devem ser acrescidas de 10% a fim de compensar as quedas de tensão, isto é:

𝑵𝟐=𝟏,𝟏 . 𝑽𝟐 . 𝟏,5= 𝟏,𝟏 . 𝟏𝟏𝟓 . 𝟏,5=𝟏𝟖9,7𝟓 ≅190 𝒆𝒔𝒑𝒊𝒓𝒂𝒔

Etapa 5:  Calcular a seção do cobre enrolado (SCU)

O transformador será composto de 330 espiras do condutor AWG nº 19, com seção de 0,91 mm2, no enrolamento primário e 190 espiras do condutor AWG nº 15, com seção de 1,45 mm2. Sendo assim, tem-se que:

𝑆𝐶𝑈= 𝑁1 . 𝑆1+ 𝑁2 . 𝑆2= (330 . 0,91) + (190 . 1,45) = 575,8 𝑚𝑚2

Etapa 6: Possibilidade de execução do projeto

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Tabela2: Dimensões de laminas padronizadas