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Transformador Trifásico Componentes: Isabely; Richard; Matheus; Nicolas; Vynicius Professor: Guilherme Destro • Máquinas e Comandos Elétricos “ 2 Sumário Transformador Trifásico....................................................................................3. Para quê serve o Transformador Trifásico?......................................................4. Função do Transformador Trifásico.................................................................. 5. Por que precisamos usar o transformador Trifásico?............................................................................................................8. Transformadores trifásicos – banco trifásico.......................................................11. Transformadores trifásicos – núcleo trifásico......................................................12. Ligações triângulo e estrela.................................................................................13. Relações entre os valores de fase e linha............................................................14. Relação de Espiras e Transformação.................................................................18. Relação de corrente.............................................................................................21. Referências Bibliográficas.................................................................................. 25. Transformador Trifásico Transformador trifásico é um equipamento muito importante nos sistemas de transmissão de energia entre o gerador e o consumidor, ou a fonte e a carga. Em potências menores, eles também têm grande utilização nos quadros de comando. 3 Para quê serve o Transformador Trifásico? Um transformador nada mais é do que um dispositivo que tem como objetivo modificar a tensão de um circuito a outro. Sua existência data de 1831, quando o lendário Michael Faraday o inventou a partir dos princípios do eletro magnetismo. O qual afirma que podemos criar correntes elétricas em circuitos, desde que o mesmo seja submetido a um campo magnético variável. Dessa forma, ele é formado por enrolamento e núcleo, além dos acessórios complementares. 4 Todos, em algum momento, já viram um transformador trifásico nas ruas, conectando a rede de energia elétrica do bairro Funcionamento do Transformador Trifásico Como o próprio nome sugere, ele é construído em três bobinas, cada um abrigando dois rolamentos: circuito primário e circuito secundário. Dessa forma, é possível realizar tensões simples e tensões compostas. Pode ter um ou mais enrolamentos no primário ou no secundário, com ligação triângulo, ou estrela (com ou sem neutro), conforme a necessidade do cliente. 5 6 Nos transformadores trifásicos, o núcleo tem três segmentos, um para cada fase. Em cada segmento fica um enrolamento primário e um ou mais enrolamento secundários. No transformador trifásico, desde que as tensões nas fases do primário tenham igual magnitude de desfasamento de 120°, as mesmas relações entre tensões, número de voltas e corrente valem. 7 Um exemplo de transformador trifásico seria um transformador cujo primário é ligado à rede de 220V (tensão entre fases) e o secundário gera 380V para alimentar um motor de 10kVA numa ligação estrela-estrela. Por que precisamos usar transformadores Trifásicos? Os sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica são sistemas trifásicos pois: O volume de material condutor na transmissão em sistemas trifásicos é menor para a mesma quantidade de energia transmitida quando comparado com sistemas monofásicos ou outros sistemas polifásicos. A capacidade dos geradores aumenta em função do número de fases. A potência em sistemas monofásicos é pulsante com o dobro da freqüência da rede, ao passo que a potência em sistemas trifásicos é constante. Portanto, possibilitando um funcionamento mais suave dos motores. Para o funcionamento dos motores elétricos é necessário termos campos magnéticos girantes, o qual não é possível ser gerado em sistemas monofásicos. 8 9 Os transformadores trifásicos podem ser construídos de duas maneiras: banco trifásico (composto por 3 transformadores monofásicos) núcleo trifásico (composto por um único núcleo – mononuclear) (a) banco trifásico. (b) núcleo trifásico 10 Um transformador trifásico é constituído de pelo menos três enrolamentos no primário e três enrolamentos no secundário, os quais (como qualquer componente trifásico) podem ser conectado em Estrela (Y) ou Delta (∆). Por conseguinte, temos quatro possibilidade de ligação (conexão): Primário Secundário Cada conexão possui determinadas características que determinam o uso mais adequado conforme a aplicação. 11 Transformadores trifásicos – banco trifásico Exemplo de conexão Y-∆ 12 Transformadores trifásicos – núcleo trifásico Exemplo de conexão Y-∆ 13 14 15 16 17 18 19 Relação de espiras e transformação Em transformadores trifásicos, a relação de transformação é definida pela relação entre a tensão de linha do primário e a tensão de linha do secundário. Portanto, dependendo da ligação, a relação de transformação pode ser diferente da relação de espiras, como será visto a seguir. Conexão Y- ∆: Se a tensão de linha no lado Y é V, qual a tensão de linha do lado ∆? Revisão: relação entre tensão de linha e de fase – conexão em Y Definições: Tensão de fase: tensão entre uma fase e o neutro. Tensão de linha: tensão entre duas fases. f l V V 3 = 3 l f V V = 20 Relação de espiras e transformação: conexão Y-∆ Ou seja, se uma tensão de linha V é aplicada a um enrolamento trifásico ligado em Y, a tensão efetiva sobre a fase é dada por V/√3. Esta tensão é que será refletida ao enrolamento no secundário do transformador. Portanto, sendo o secundário em ∆, temos: A tensão de linha no lado em ∆ será V/√3a, onde a é a relação de espira. Assim, a relação de transformação de um transformador ligado Y- ∆ em é: RT: a a V V V V l Y l 3 3 , , = = ∆ 21 Relação de corrente: conexão Y-∆ Definições: Corrente de linha: percorre as linhas do sistema. Corrente de fase: percorre os enrolamentos do transformador (cada fase da carga, gerador). Em Y, a corrente de linha é igual à corrente de fase: Il = I f Em ∆, a corrente de linha é √3 vezes a corrente de fase: 22 23 24 https://etnatransformadores.com.br/produtos/transformador-trifasico/ http://www.entran.com.br/2018/10/30/como-funcionam-os-transformadores/ https://www.polux.ind.br/blog/o-que-e-um-transformador-trifasico https://riverglennapts.com/pt/three-phase-transformer/864-single-three-phase-transformer-vs-bank-of-three-single-phase-transformers.html https://www.feis.unesp.br/Home/departamentos/engenhariaeletrica/trafo3.pdf Referências bibliográficas
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