Atps De Eletrica Aplicada Etapas 3 E 4

Etapa 3 ATPS Elétrica Aplicada

Tema

Transformadores.

1 Passo:

Desenhar um transformador, indicando seus elementos, suas funcionalidades e materiais com que são confeccionados.

• DEFINIÇÃO

O funcionamento do transformador baseia-se no processo de mutua indução entre dois circuitos eletricamente isolados, porem magneticamente interligados

• FUNÇÕES

Transformador é um dispositivo destinado a transmitir energia elétrica ou potência elétrica de um circuito à outro, transformando tensões, correntes e ou de modificar os valores das Impedância elétrica de um circuito elétrico. Trata-se de um dispositivo de corrente alternada que opera baseado nos princípios eletromagnéticos da Lei de Faraday e da Lei de Lenz.

O transformador consiste de duas ou mais bobinas ou enrolamentos e um circuito magnético, que faz o acoplamento dessas bobinas. Há uma variedade de transformadores com diferentes tipos de circuito, mas todos operam sobre o mesmo princípio de indução eletromagnética.

• NUCLEO

Existem diversos tipos de núcleos para transformadores perante ao aspecto construtivo, para melhor entendimento eles podem ser classificados de diversas maneiras.

Transformadores com núcleo ferromagnético

Os aços-silício (ligas de ferro, carbono, silício) são os materiais ferromagnéticos que satisfazem as exigências dos núcleos desses transformadores. Nos transformadores maiores, onde se exige bom rendimento, as laminas são de aço-silício de grãos orientados, que além de alta permeabilidade quando excitados no sentido da laminação, apresentam baixíssimas perdas magnéticas especificas. Os transformadores de medida, bem como muitos do tipo de controle, também são constituídos com núcleo ferromagnético, seja laminado ou sintetizado, com a intenção de diminuir as perdas e a corrente magnetizante e melhorar o acoplamento magnético.

Transformadores com núcleo de ar

O núcleo de ar confere uma característica linear ao circuito magnético do transformador, e não apresenta perdas magnéticas, porém apresenta grande relutância, e, consequentemente, necessita de maior forca magneto motriz de excitação. Se a permeabilidade relativa dos transformadores com núcleo de aço-silício é da ordem de alguns milhares, para os valores de densidade de fluxo utilizadas nos transformadores, um milímetro de entreferro num núcleo pode equivaler a metros de material ferromagnético, no que diz respeito a forca magneto motriz de excitação. Portanto, com núcleos de ar, a corrente magnetizante poderá ser relativamente elevada, a menos que o enrolamento possua uma grande quantidade de espiras, ou seja, excitado com frequência elevada, para que ofereça à fonte uma grande reatância.

Número de fases

Um transformador pode ser alimentado por mais de uma tensão e são assim classificados:

Monofásicos

São transformadores que apresentam somente uma fase na tensão de entrada. E tem apenas uma fase na saída.

Trifásicos

Para transformação de um sistema trifásico, pode ser utilizado o agrupamento de três transformadores monofásicos. Os três enrolamentos primários serão alimentados pelo sistema e agrupados em estrela ou triangulo. Dos três enrolamentos secundários que também são interligados em estrela ou triangulo sai a linha trifásica apresentando um defasamento esperado de 120º.

Tipo de núcleo

Afim de se reduzir perdas e aumentar o rendimento dos transformadores os tipos de núcleo podem ser classificados da seguinte maneira.

Laminados

São núcleos compostos por chapas de material ferromagnético com espessura entre 0,25 e 0,5mm, com as laminas isoladas, normalmente pelo próprio oxido da laminação siderúrgica, e prensadas para formar o núcleo, com o intuito de atenuar as correntes induzidas no núcleo e, portanto, atenuar as perdas Foucault. Podem ser dispostos de diversas formas. E-I, E-E U-I, que indicam o tipo de lamina que será usado.

Contínuos

São núcleos que apresentam elevada permeabilidade magnética, acarretando em elevadas perdas. São utilizados apenas em circuitos que operam em alta frequência.

Toroidais

A forma fechada do anel elimina as aberturas de ar inerentes na construção de um núcleo E-I. As bobinas primarias e secundárias são enroladas de maneira concêntrica para cobrir a superfície inteira do núcleo. Isto minimiza o comprimento do fio necessitado, e fornece também a seleção para minimizar o campo magnético do núcleo de gerar interferência eletromagnética.

Os transformadores de núcleo toroidal são mais eficientes do que os tipos E-I laminados mais baratos para um nível similar de transformação. Outras vantagens comparadas aos tipos E-I, incluem o tamanho menor, um peso mais baixo, um campo magnético exterior mais baixo. As desvantagens principais são um custo mais elevado e avaliação limitada.

• Tanque

O tanque do transformador, além de ser o recipiente que contém as partes ativas, isoladores, e óleo, é o elemento que transmite para o ar, o calor produzido pelas perdas.

O formato do tanque varia de redondo para os transformadores de distribuição cuja potência máxima é da ordem de 150 KVA, a oval e retangular para os transformadores de média e grandes potências.

De acordo com a quantidade de calor que deve ser liberada, os transformadores têm tanque liso, nervurados ou equipados com radiadores. Os radiadores podem ser tubulares ou em forma de câmara plana.

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Transformador de distribuição, com tanque redondo liso, sem conservador de óleo.

Transformador de distribuição, com tanque redondo provido de radiadores tubulares, sem conservador de óleo.

Figura 8 – Mostra um transformador de distribuição, com tanque retangular liso, com conservador de óleo.