TRANSFORMADORES - instalação eletrica

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE SALGADO DE OLIVEIRA
ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
André Luiz Rodrigues Andrade
TRABALHO DE INTALAÇÕES ELETRICAS II
NITERÓI
2017
UNIVERSIDADE SALGADO DE OLIVEIRA
ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
André Luiz Rodrigues Andrade
TRABALHO DE INTALAÇÕES ELETRICAS II
 
 Trabalho Instalações Elétrica, solicitado pela 
 Instituição Universidade Salgado de Oliveira para 
 Requisitos em Engenharia de Produção,
 sob orientação do Coordenador Valter Lima.
NITERÓI
2017
Transformadores
Transformador é todo dispositivo capaz de transferir a energia elétrica proveniente de uma fonte de corrente alternada para um ou mais circuitos elétricos com tensão (diferença de potencial elétrico) superior ou inferior à inicial. Sua aplicação se estende a múltiplas finalidades. Entre elas mencionam-se: a redução da tensão de linhas domésticas para uso em aparelhos de baixa tensão, como brinquedos elétricos e eletrodomésticos; a elevação da tensão de geradores elétricos para transmissão da eletricidade a longas distâncias, a fim de facilitar seu transporte e diminuir as perdas; e a posterior transformação dessa eletricidade para voltagens inferiores para utilização prática. Os transformadores desempenham sua função de variação da tensão por meio do fenômeno conhecido como indução eletromagnética, pelo qual toda corrente elétrica nele aplicada produz ao redor de seu condutor um campo magnético de intensidade proporcional à intensidade da corrente elétrica.
Reciprocamente, os campos magnéticos variáveis existentes nas vizinhanças do material condutor induzem nele uma corrente elétrica de intensidade proporcional à magnitude da variação do campo elétrico. Em sua forma mais simples, um transformador consiste de duas bobinas, isoladas entre si e enroladas num núcleo de aço-silício laminado, comum às duas. Formam-se, assim, três circuitos distintos: dois elétricos, que correspondem a cada uma das bobinas, e um magnético, formado pelas linhas de força que percorrem o núcleo metálico do transformador. Chama-se comumente de primário o circuito ao qual se aplica a corrente que se quer transferir, ou cuja tensão se deseja alterar, e de secundário aquele onde se forma a nova corrente. As bobinas primária e secundária têm número distinto de espiras. A corrente procedente do exterior atravessa a bobina primária, na qual induz um campo magnético que afeta a bobina secundária e nela cria uma corrente induzida que se comunica com o circuito de saída. Para se determinar o valor da tensão de saída, multiplica-se a tensão de entrada pelo número de espiras da bobina secundária e divide-se o número obtido pelo número de espiras da primária. A relação entre os números de espiras das bobinas se denomina razão do transformador.
Transformador
Definição Chamado transformador para um aparelho elétrico , que pode aumentar ou diminuir a tensão de um circuito elétrico de corrente alternada, a manutenção da potência.
A energia que entra no equipamento, no caso de um transformador ideal (isto é, sem perdas), é igual à obtida na saída. Máquinas reais têm uma pequena perdas percentuais, dependendo do seu design e tamanho, entre outros fatores. O processador é um dispositivo que converte a energia AC de um determinado nível de tensão, em outro nível de tensão de energia alternativa, com base no fenômeno da indução eletromagnética. Compreende dois ou mais rolos de material condutor na ferida de um material de núcleo fechado ferromagnético mas isoladas eletricamente umas das outras. A única ligação entre os rolos é o fluxo magnético que é estabelecida em comum o núcleo. O núcleo é geralmente feitos de ferro ou folhas empilhadas de aço elétrico, a liga adequada para otimizar o fluxo magnético. As bobinas ou enrolamentos são chamados de primário e secundário , conforme aplicável para a entrada ou saída do sistema em questão, respectivamente. Transformadores também são mais enrolamentos, neste caso, pode haver um enrolamento “terciário”, menor do que a tensão do secundário.  
Tipo: PassivaPrincípio de funcionamento: Indução eletromagnéticaData de invenção: Zipernowsky, Bláthy e Deri ( 1884 )Primeira produção: Em 1886Configuração: Dois terminais para o enrolamento primário e dois enrolamentos secundários
Este elemento elétrica baseia-se no fenômeno de indução eletromagnética, porque, se aplicar uma força eletromotriz alternada no enrolamento primário, devido à variação da intensidade e direção de indução de corrente alternada ocorre um fluxo magnético variável o núcleo de ferro. Este fluxo irá fazer com que a indução eletromagnética, o aparecimento de uma força eletromotriz no enrolamento secundário. A tensão através do enrolamento secundário dependem diretamente do número de espiras que têm os enrolamentos e da voltagem do enrolamento primário.
Rácio de transformação
A proporção indica um aumento ou diminuição experimentada pelo valor da tensão de saída em relação à tensão de entrada, ou seja, a relação entre a tensão de saída e a tensão de entrada.A relação entre a indução de força eletromotriz ( Ep ), aplicada ao enrolamento primário e a força eletromotriz induzida ( Is ), obtido no secundário é diretamente proporcional ao número de espiras do enrolamento primário ( Np ) e secundária ( Ns ) de acordo com a equação:
ep/es = Np/ns
O rácio (m) da tensão entre os enrolamentos primário e o enrolamento secundário depende do número de voltas, tendo cada. Se o número de espiras secundárias é três vezes o primário, a tensão do secundário será tripla .
Onde: ( Vp ) é a tensão através do enrolamento primário ou de tensão de entrada ( Vs ) é a tensão através do enrolamento secundário ou a tensão de saída ( IP ) é a corrente no enrolamento primário ou de entrada de corrente, e ( Is ) é a corrente no enrolamento secundário ou da corrente de saída.
Este recurso é utilizado no transporte de eletricidade: o poder de fazer o transporte de altas tensões e micro-correntes, irá diminuir as perdas por efeito Joule e minimiza o custo de motoristas. Assim, se o número de enrolamentos (voltas) do secundário é 100 vezes maior do que o primário, mediante a aplicação de uma tensão alternada de 230 volts no primário, 23.000 volts é obtido no secundário (100 vezes uma relação, tal como está relação de espiras). A relação entre o número de voltas ou enrolamentos de chamada primária e secundária relação de espiras do transformador ou a relação de transformação . No entanto, como a energia elétrica aplicada ao primário, no caso de um transformador ideal, deve ser igual à obtida no produto secundário a partir da força eletromotriz pela intensidade (energia) deve ser constante, de modo que na exemplo o caso, se a corrente através da corrente primária é de 10 amperes , a sub será apenas 0,1 amperes (um centésimo).
CORRENTEN DE PARTIDA 
A corrente de entrada ou de magnetização corrente de entrada é um fluxo de várias vezes a corrente nominal que ocorre quando se liga o transformador para a rede. Pode ser 10 vezes a corrente nominal de até 100 vezes, em casos raros. História 
 
Introdução: experimentos com bobinas de indução
Fenômeno de indução eletromagnética com base no desempenho do transformador foi descoberto por Michael Faraday em 1831, baseia-se essencialmente em qualquer variação do fluxo magnético através de um circuito fechado gera uma corrente atual e induzido induzido permanece apenas enquanto que a variação do fluxo magnético. O primeiro “bobina de indução” foi inventado pelo padreNicholas Joseph Callan na Universidade Maynooth , na Irlanda, em 1836. Callan foi um dos primeiros pesquisadores a perceber que há muitas mais voltas no secundário em relação ao enrolamento primário, maior será o aumento da tensão. Cientistas e pesquisadores basearam seus esforços para desenvolver as bobinas de indução para tensões de bateria maior. Em vez de corrente alternada (AC), sua ação foi baseada em um “fazer e quebrar” mecanismo de vibração que interrompe regularmente o fluxo de bateria de corrente contínua (DC). Entre 1830 e 1870, os esforços para construir melhores bobinas de indução, principalmente por tentativa e erro, lentamente revelou os princípios básicos de transformadores. Um design prático e eficiente não apareceu até a década de 1880, mas dentro de uma década, o transformador seria instrumental na “Guerra das Correntes”, e em que a distribuição de sistemas de corrente alternada triunfou sobre os seus homólogos atuais continuamente manter uma posição dominante desde então. Em 1876, o engenheiro russo Pavel Yablochkov inventado um sistema de iluminação com base num conjunto de bobinas de indução em que o enrolamento primário é ligado a uma fonte de corrente e os enrolamentos secundários pode ser ligado a mais lâmpadas de arco alternada, da sua própria design. As bobinas utilizadas no sistema se comportou como transformadores primitivas. A patente alegou que o sistema poderia “fornecer alimentação separada para vários pontos de iluminação com diferentes intensidades de luz a partir de uma única fonte de energia.” Em 1878, os engenheiros da empresa Ganz na Hungria alocada parte de seus recursos de engenharia para a fabricação de dispositivos elétricos de iluminação elétrica para a Áustria e Hungria. Em 1883, ele realizou mais de cinqüenta instalações para esse fim. É oferecido um sistema que consistia em duas incandescentes e de arco, geradores e outros acessórios. Em 1882, Lucien Gaulard e John Dixon Gibbs exibido pela primeira vez um dispositivo com um núcleo de ferro chamado de “gerador secundário”, em Londres, em seguida, vendeu a idéia de empresa norte-americana Westinghouse Electric. Além disso, este sistema foi exposto em Turim, Itália, em 1884, onde foi adotado para o sistema de iluminação elétrica.
O nascimento do primeiro transformador
Entre 1884 e 1885, o húngaro engenheiros Zipernowsky e Deri empresa Bláthy Ganz em Budapeste criou o modelo “ZDB” transformador AC, com base em um projeto Gaulard e Gibbs (Gibbs e Gaulard concebido apenas modelo de núcleo aberto ). Eles descobriram a fórmula matemática transformadores:
Onde: ( Vs ) é a tensão do secundário e ( Ns ) é o número de espiras no secundário ( Vp ) e ( Np ) correspondendo ao primário. Seu pedido de patente feito o primeiro uso da palavra “transformador”, uma palavra que havia sido inventado por Bláthy Otto. Em 1885, George Westinghouse comprou a patente e Gaulard ZDB e Gibbs. Ele pediu William Stanley construção de um transformador tipo ZDB para uso comercial. Este projeto foi usado pela primeira vez no mercado em 1886.
Tipos de transformadores. 
De acordo com suas aplicações: 
Transformador / redutor de tensão
Um transformador com PCB , como um refrigerante na rua.
Eles são contratados por empresas de geração de energia elétrica na subestação de transmissão de energia elétrica, a fim de reduzir as perdas por efeito Joule. Devido à resistência dos condutores, a alimentação de alta tensão deve realizar, provocando a necessidade de reduzir as tensões de novo de acordo com o uso. A maioria dos dispositivos eletrônicos em casas para baixo transformadores fazer uso de um circuito ligado ao retificador de onda completa para produzir o nível de tensão de corrente contínua necessidade. Este é o caso das fontes de energia de áudio, de vídeo e um computador.Variáveis de transformadores Também chamado de “variacs” tomar uma tensão fixa de linha (na entrada) e fornecer a tensão de saída variável ajustável dentro de dois valores.
Transformador de isolamento
Proporciona isolamento galvânico entre o primário e o secundário, de modo que o fornecimento do sinal e consegue um “flutuante”. Ele tem geralmente uma relação de 1:1 entre as voltagens primárias e secundárias. É usado principalmente como uma medida de proteção nas equipes que trabalham diretamente com a tensão da rede e também para o acoplamento de sinais de sensores remotos em equipamentos eletromédicos e onde você precisa tensões flutuantes.
Transformador
Eles podem ter uma ou mais bobinas secundárias e fornecer as voltagens necessárias para a operação. Às vezes incorpora um fusível que corta seu circuito primário quando o transformador atinge uma temperatura excessiva, impedindo-a de chamas, com a fumaça e gases que acarreta o risco de incêndio. Estes fusíveis são geralmente não substituível, de modo que a necessidade de substituir todo o transformador
Transformador trifásico
Eles têm três enrolamentos nas três primárias e secundárias. Eles podem tomar a forma de estrela ( Y ) (com fio neutro ou não), ou delta-delta-( Δ ) e combinações incluindo: Δ-Δ , Δ-Y , Y-Δ e YY . Tenha em mente que, mesmo com proporções de 1:1, a partir de Δ para Y ou vice-versa, as tensões de fase variar. Delta Estrela: Usado principalmente na distribuição (baixa tensão) com delta e estrela andar alto com neutro acessível. Isso permite que a terceira onda senoidal harmônica continua circulando no delta, mas não é transmitido para a estrela.
Pulso Transformer
É um tipo especial de transformador com resposta muito rápida (baixa indutância ) projetado para operar em regime de pulso. Sua principal aplicação é a transferência de pulsos de controle sobre os elementos de controle de energia como SCR, triac, etc. alcançar isolação galvânica entre os estágios de poder e controle.
Transformador de linha ou flyback
É o caso particular de o transformador de impulsos. É usado para TVs CRT ( CRT ), para gerar a alta voltagem e corrente para as bobinas de deflexão horizontal . Normalmente, eles são pequenos e de baixo custo. Além disso, muitas vezes, fornecer outras tensões ao tubo (foco, filamento, etc) .. Além de ter uma resposta de freqüência maior do que muitos transformadores, tem a característica de ter diferentes níveis de potência de saída, devido às suas diferentes modalidades entre seus enrolamentos secundários.
Linear diferencial variável transformador
O transformador de diferencial variável linear (LVDT sigla em Inglês) é um tipo de transformador elétrico utilizado para a medição de deslocamentos lineares. O transformador tem três bobinas dispostas ponta a ponta em torno de um tubo. A bobina de centro é o enrolamento primário e o secundário são externos. Um núcleo ferromagnético de forma cilíndrica, sujeito para o objeto que você quer ser medido, desliza em relação ao eixo do tubo. LVDTs são usados para realimentação de posição em servomecanismos e instrumentos de medição automática e muitas outras aplicações industriais e científicas.
Diode divisão transformador
Trata-se de um tipo de transformador de linha que incorpora o diodo retificador para proporcionar tensão CC diretamente para o MAT tubo. Chamado diodo dividido que consiste em vários diodos espalhadas enrolamento menores e ligados em série, de modo a que cada díodo só tem de resistir a uma tensão inversa relativamente baixo. A saída do transformador vai diretamente para o ânodo do tubo, sem diodo ou triplicador. 
Transformador de impedância 
Este tipo de transformador é utilizado para ajustar as antenas e linhas de transmissão (placas de rede, telefone, etc.) e foi essencial para os amplificadores de válvulas para combinar a alta impedância dos tubos as colunas . Se colocado no valor Z impedância secundário, e chamar na Ns / Np , como é = -Ip/ny Es = Ep.n, a impedância vista do primário será Ep / Ip =-é / n ² é = Z / n ² . Assim, conseguimos transformar um valor de impedância Z em outro de Z / n ² . Colocar o transformador para trás, o que fazemos é aumentar a impedância por um fatorn ² .
Surge 
É um tipo especial no qual o núcleo do transformador se torna saturado quando a tensão primária excede o seu valor nominal. Em seguida, as variações de tensão no secundário são limitadas. Ele tinha um trabalho para proteger os computadores de flutuações de energia. Este tipo de transformador caiu em desuso com o desenvolvimento de reguladores eletrônicos de tensão, devido ao seu tamanho, peso, preço e baixa eficiência energética. 
Híbrido ou híbrido bobina do transformador 
É um transformador, que funciona como um híbrido . Para aplicação nas telefônicas , placas de rede, etc. 
Balun
 É amplamente utilizado como um balun para converter linhas desequilibrada equilibradas e vice-versa. A linha é em relação ao aterramento do transformador bateu secundário.
Transformador eletrônico 
É composto por um circuito eletrônico o que aumenta a frequência da corrente elétrica alimentada para o transformador, por isso, é possível reduzir drasticamente o seu tamanho. Pode também ser parte de circuitos mais complexos que mantêm a tensão de saída a um valor pré-determinado, independentemente da variação de entrada, chamados SMPS. 
Frequência variável Transformer 
Eles são pequenos transformadores de núcleo de ferro, que operam na faixa de freqüência de áudio. São muitas vezes utilizados como dispositivos de acoplamento em circuitos eletrônicos para as comunicações e medidas de controle. 
Transformadores 
Entre o fim transformadores especiais, o mais importante são os transformadores para instalar instrumentos, medidores e relés de proteção em circuitos de alta tensão ou de corrente elevados. Os transformadores de isolar circuitos de medição ou relés, permitindo uma maior padronização na construção de medidores, instrumentos e relés.
Autotransformador 
O primário e secundário do transformador estão ligadas em série, formando um único enrolamento. Ele pesa menos e é mais barato do que um transformador e, portanto, é geralmente utilizado para converter de 220 V a 125 V, e vice-versa e aplicações semelhantes. Tem a desvantagem de não proporcionar um isolamento galvânico entre o primário e o secundário. 
Transformador toroidal ou gabinete 
O núcleo é constituído por um anel, geralmente compostos artificiais de ferrite, no qual são enroladas a primária e secundária. São mais volumosos, mas o fluxo magnético está confinado no núcleo, que tem muito baixo fluxo e baixas perdas de espalhamento de correntes de Foucault . De grãos orientados transformador O núcleo é formado por uma folha de ferro de grãos orientados, enrolada sobre si mesma, sempre no mesmo sentido, em vez das chapas de ferro macio separadas habitual. Tem perdas muito baixo, mas caro. O verniz de ferro de grãos orientados, também podem ser utilizados em transformadores orientada (folha em E), reduzindo as perdas. Air núcleo do transformador
Em aplicações de alta frequência são utilizados numa bobina de enrolamento coreless ou com um pequeno cilindro de ferrite que é introduzida mais ou menos na bobina, para ajustar a indutância.Surround núcleo do transformador São fornecidos com núcleos de ferrite dividido em duas metades, que, como um escudo, envolvem os enrolamentos. Evitar fluxos de dispersão.Piezoelétrico Transformer Para certas aplicações, têm aparecido no mercado transformadores não são baseadas no fluxo magnético para transmitir energia entre as vibrações primárias e secundárias, mas mecânica que são utilizados em um cristal piezoelétrico. Eles têm a vantagem de ser muito plana e trabalhar bem em altas frequências. Eles são usadosem alguns conversores de tensão para alimentar lâmpadas fluorescentes monitora LED e TFT usados em computador e televisão.