Fig.1.1. Secţiunea longitudională a transformatorului

La transformatoarele de putere secţiunea miezului este realizată în trepte, pentru a spori factorul de umplere a ariei interioare circulare a bobinei (fig.1.4). Secţiunea transversală a jugurilor transformatoarelor de putere este cu (10-15)% mai mare în raport cu secţiunea coloanelor.

După modul de îmbinare a coloanelor cu jugurile, miezul fieromagnetic este realizat prin suprapunere sau prin întreţesere.

Pentru a evita scurtcircuitul tolelor şi a micşora curenţii turbionari, tolele alternează cu straturi din material izolant.

Miezul fieromagnetic asamblat din tole laminate la rece, îmbinarea coloanelor cu jugurile se efectuează sub un unghi de 45^o, pentru a micşora rezistenţa magnetică a miezului. Îmbinarea coloanelor cu jugurile prin interţeserea tolelor, conduce la micşorarea lungimii întrefierului şi majorarea rigidităţii mecanice a miezului. La asamblarea miezului, o tolă a coloanei alternează cu o tolă a jugului.

După modul de montare pe coloane a înfăşurărilor transformatorului ele pot fi clasificate în: înfăşurări cilindrice concentrice, înfăşurări cu galeţi alternaţi (fig.1.5, 1.6).

Transformatoarele trifazate au miezul fieromagnetic cu trei coloane şi cinci coloane sau în manta (fig.1.7, 1.8).

Înfăşurările cilindrice pot fi executate în mai multe moduri: înfăşurare cilindrică stratificată; înfăşurare helicoidală cu: un început, două începuturi, mai multe începuturi.

Cuva transformatorului

P

artea activă a transformatorului, compusă din miezul fieromagnetic şi înfăşurării, este afundată într-o cuvă metalică cu ulei. Uleiul contribuie la răcirea părţii active şi concomitent serveşte ca material izolant. Aria de contact a uleiului din cuvă cu aerul este considerabilă. Pentru a micşora această suprafaţă cuva comunică printr-o ţeavă cu un vas mult mai mic numit conservator.

Conservatorul micşorează evident aria de contact a uleiului cu aerul şi reduce în acest mod oxidarea uleiului, păstrându-i calităţii dielectrice. Conservatorul este montat pe partea superioară a cuvei, asigurând nivelul minim al uleiului în izolatoarele de trecere, şi totodată permite modificarea volumului uleiului în funcţie de temperatură.

Transformatoarele de puteri mari sunt înzestrate cu membrane elastice de cauciuc special, plasate pe suprafaţa uleiului din conservatoare prin intermediul cărora se urmăreşte nivelul uleiului.

În ţava de legătură dintre cuvă şi conservator pentru transformatoarele de mare putere se instalează un releu de gaze, pentru asigurarea siguranţei transformatorului la supraîncărcare.

T

ransformatoarele de putere sunt echipate de asemenea cu alte piese auxiliare ce asigură funcţionarea normală a transformatorului.

Fig. 1.4. Secţiunea transversală a coloanei

Fig. 1.6. Înfăşurare cu galeţi alternaţi

Fig. 1.5. Înfăşurare cu bobine concentrice

1.2. Principiul de funcţionare al transformatorului

Transformatorul monofazat, compus dintr-un miez fieromagnetic şi două înfăşurări plasate pe coloanele miezului, reprezintă partea lui activă. Miezul fieromagnetic conţine tole de oţel electrotehnic.

Fie că bornele înfăşurării primare sunt conectate la o reţea de curent alternativ cu tensiunea U₁ sinusoidală. Înfăşurarea secundară este provizoriu deconectată. Tensiunea U₁ variabilă în timp creează un curent I₀ în înfăşurarea primară, numit curent de mers în gol valoarea căruia constituie (2-3)% din valoarea curentului nominal. Curentul I₀ este practic de caracter inductiv, la neglijarea pierderilor în miez şi rezistenţei înfăşurării.

Înfăşurarea primară, parcursă de curentul I₀ variabil creează o solinaţie WI₀ de magnetizare, care excită în miez un flux magnetic variabil în timp . Fluxul magnetic se închide prin miezul magnetic şi cuprinzând ambele înfăşurări, induce în ele tensiuni electromotoare E₁ şi E₂ cu frecvenţa, egală cu cea din reţea.

La conectarea înfăşurării secundare la o sarcină, în ea apare un curent de sarcină I₂, care conduce la majorarea curentului din înfăşurarea primară de la I₀ până la I₁, iar la bornele înfăşurării secundare se stabileşte o tensiune U₂.