projeto transformadores baixa frequencia
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Acionamentos de MáquinasTRANSCRIPT
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Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa CatarinaDepartamento Acadêmico de EletrônicaDepartamento Acadêmico de Eletrônica
CST em Sistemas Eletrônicos
Projeto de TransformadoresProjeto de Transformadoresjjde Baixa Freqüênciade Baixa FreqüênciaProjeto Integrador IProjeto Integrador IProjeto Integrador IProjeto Integrador I
Prof. Clóvis Antônio Petry.
Florianópolis, junho de 2008.Florianópolis, junho de 2008.
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Bibliografia para esta aulaBibliografia para esta aula
TransformadoresTransformadores1 Projeto de transformadores1. Projeto de transformadores.
www.cefetsc.edu.br/~petry
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Projeto de transformadoresProjeto de transformadores
OO projetoprojeto dede umum transformadortransformador dependedepende::• Da freqüência de operação;Da freqüência de operação;• Tensão e potência de operação;• Dos locais de instalação;• Entre outros....
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Projeto de transformadoresProjeto de transformadores
ProjetandoProjetando umum transformadortransformador dede baixabaixa freqüênciafreqüência ee baixabaixapotênciapotência::potênciapotência::• Transformador isolador;• Transformador para fontes de alimentação;• Transformador para medidas elétricas;p ;• Entre outros....
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Projeto de transformadoresProjeto de transformadores
CaracterísticasCaracterísticas dodo núcleonúcleo::- Perdas p/ chapas de cristais não orientados – 2 7% de silícioPerdas p/ chapas de cristais não orientados 2,7% de silício
- @ 400 Hz; 1,3 T = 7,5 W/kg;- Perdas p/ chapas de cristais orientados – 3,1% de silício
- @ 400 Hz; 1,3 T = 2 W/kg.
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Projeto de transformadoresProjeto de transformadores
CaracterísticasCaracterísticas dodo núcleonúcleo::
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Projeto de transformadoresProjeto de transformadores
CaracterísticasCaracterísticas dodo núcleonúcleo::
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Projeto de transformadoresProjeto de transformadores
MontagemMontagem dodo núcleonúcleo (com(com entreferro)entreferro)::
Chapas de formato I
EntreferroFendas para os parafusosde regulagem e fixação
Carretel e bobinado
Ch d f t E
Suportes para fixação das chapas e regulagem do entreferro
Chapas de formato E
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Projeto de transformadoresProjeto de transformadores
MontagemMontagem dodo núcleonúcleo (com(com entreferro)entreferro)::
0,5a
g
1,5a2a
a0,5a0,5a
3a
c
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Projeto de transformadoresProjeto de transformadores
TamanhosTamanhos padrãopadrão dede carretéiscarretéis EIEI::
a[cm]
a x c[cm x cm]
Alt. x Larg. x Comp.[cm x cm x cm]
1,6 1,6 x 1,6 4,00 x 4,8 x 3,2
1,6 1,6 x 2,2 4,00 x 4,8 x 3,8
1,6 1,6 x 2,3 4,00 x 4,8 x 3,9
1,9 1,9 x 1,9 4,75 x 5,7 x 3,8
1,9 1,9 x 2,2 4,75 x 5,7 x 4,1
2,2 2,2 x 2,2 5,50 x 6,6 x 4,4
2,2 2,2 x 3,0 5,50 x 6,6 x 5,2
2 5 2 5 x 2 5 6 25 x 7 5 x 5 02,5 2,5 x 2,5 6,25 x 7,5 x 5,0
2,9 2,9 x 2,9 7,25 x 8,7 x 5,8
3,2 2,9 x 3,8 8,00 x 9,6 x 6,7
3,2 3,2 x 3,2 8,00 x 9,6 x 6,4, , , , , ,
3,2 3,2 x 3,8 8,00 x 9,6 x 7,0
3,2 3,2 x 5,0 8,00 x 9,6 x 8,2
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Projeto de transformadoresProjeto de transformadores
11)) DadosDados dede entradaentrada::
100 Tensão de entrada;100 Tensão de saída;
i
o
V VV V=
=
15 Potência de saída;60 Freqüência de operação;
o
r
S VAF Hz
=
=
2
11300 Fluxo máximo;
4,5 / Densidade de corrente;d l d l
mB G
d A mm
=
=1,9 Largura da perna central do núcleo;a cm
c=
2,2 Comprimento do núcleo;1 Relação de transformação
cmN=
1 Relação de transformação.N =
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22)) CálculoCálculo dada seçãoseção geométricageométrica dodo núcleonúcleo::
2
1,9 2,2
4,18g
g
S a c
S cm
= ⋅ = ⋅
=
33)) CálculoCálculo dada seçãoseção magnéticamagnética dodo núcleonúcleo::
0,9 0,9 4,18m gS S= ⋅ = ⋅23,762
m g
mS cm=
44)) CálculoCálculo dada potênciapotência dodo transformadortransformador::2 2
3,762 60mr
SS F⎛ ⎞ ⎛ ⎞= ⋅ = ⋅⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠7,5 7,515,096
r
S VA
⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠
=
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Projeto de transformadoresProjeto de transformadores
55)) CálculoCálculo dodo númeronúmero dede espirasespiras::8 810 10 100
4,44 4,44 11300 3,762 60884 i
ip
m m r
VNB S F
N
⋅ ⋅= =
⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
884espiraspN =
884pNN = =
1884espiras
s
s
NN
N
= =
=
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66)) CálculoCálculo dasdas correntescorrentes (valores(valores eficazes)eficazes)::
15100
0 15
op
i
SIV
I A
= =
0,15pI A=
15S 15100
0,15
os
s
s
SIV
I A
= =
= ,s
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77)) EscolhaEscolha dada seçãoseção dosdos condutorescondutores::
2 20,1510 104,5
pp
IS
d− −= ⋅ = ⋅
Fio 32 AWG4 23,333 10pS cm−= ⋅
0 1
Fio 32 AWG
2 2
4 2
0,1510 104,5
3 333 10
ss
ISd
S cm
− −
−
= ⋅ = ⋅Fio 32 AWG
3,333 10sS cm= ⋅
Dados do fio 32 AWG:
20,000320cobreS cm= 20,000459isolS cm= 0,024isolD cm=
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88)) CálculoCálculo dodo fatorfator dede ocupaçãoocupação::
2 20,75 0,75 1,90,000459 884 0,000459 884isol p isol s
aFoS N S N
⋅ ⋅= =
⋅ + ⋅ ⋅ + ⋅
3,336Fo =
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Projeto de transformadoresProjeto de transformadores
ExercícioExercício dede aplicaçãoaplicação::P j t t f d d b i f üê i li tProjetar um transformador de baixa freqüência para alimentar o amplificador mostrado na figura abaixo.
55V+
0 V
In a
Comum dor
elét
rica
0 VComum
Am
plifi
cad
120 W
ede
de e
nerg
ia
220V
55V−In b
Re
Obs.: o valor eficaz da corrente no secundário do transformador deve ser obtidopor simulação.