17) Raportul de transformare : 0,5 [622679]

1
STUDIUL PARAMETRILOR COMPONENTEI PASIVE TIP TRANSFORMATOR
PLAN

2

CUPRINS :

LISTA FIGURILOR ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………….. 3
INTRODUCERE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. 4
CAPITOLUL I. NOȚIUBNI GENRALE PRIVIND COMPONENTE PASIVE ȘI MĂRIMILE
CARACTERISTICE ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………….. 6
1.1. Noțiuni generale privind componente pasive ………………………….. ………………………….. ………… 6
1.2. Tipologia componentelor pasive de tip transformator ………………………….. …………………………. 6
1.3. Teoria tehnica a transformatorului: construcția și modelarea ………………………….. ……………….. 8
1.4. Tehnologia de montare în circuit și modul de marcare a valorilor parametrilor pe corpul
componentei. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. … 20
1.5. Mărimile caracteristice pentru componente pasive de tip transformator ………………………….. . 21
CAPITOLUL II TEHNOLOGIA DE FABRICAȚIE A COMPONENTELOR PASIVE DE
TIP TRANSFORMATOR ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………… 30
2.1. Tehnologii și producători ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 30
2.2. Modele de producere în serie și de unități/loturi specifice ………………………….. …………………. 33
CAPITOLUL III. PROIECT (TRANSFORMATOR) ………………………….. ………………………….. .. 36
3.1. Argumentarea proiectului ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 36
3.2. Schema de proiect ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………….. 38
CAPITOLUL IV. FIABILITATEA ȘI IMPLEMNTAREA PROIECTULUI ……………………… 40
4.1. Modelarea ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. 40
4.2. Calculul valorilor elementelor de circuit ………………………….. ………………………….. …………….. 41
4.2.1. Calculul mărimilor electrice de bază ………………………….. ………………………….. …………….. 41
4.2.2. Calculul de dimensionare al înfășurărilor ………………………….. ………………………….. ……… 48
4.2.3. Calculul parametrilor de s curtcircuit și definitivarea soluției alese pentru înfășurări ……. 54
4.2.4. Dimensionarea circuitului magnetic ………………………….. ………………………….. ……………… 58
4.2.5. Calculul parame trilor de funcționare în gol ………………………….. ………………………….. …… 60
4.3. Calculul caracteristicilor de funcționare ………………………….. ………………………….. ……………… 62
CAPITOLUL V. ANALIZA EFICIENȚEI ECONOMICE ………………………….. ……………………. 71
CAPITOLUL VI. SECURITATEA MUNCII ………………………….. ………………………….. ……………. 75
CONCLUZII ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 77
BIBLIOGRAFIE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………… 78
ANEXE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….. 81

3

LISTA FIGURILOR

Figura 1. Principiul de construcției al transformatorului monofazat ………………………….. ……………… 11
Figura 2. Modelul de circuit ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………… 11
Figura 3. Modele de transform atoare ………………………….. ………………………….. ………………………….. . 12
Figura 4. Transformator de tensiune monofazat ………………………….. ………………………….. …………….. 13
Figura 5. Laminarea miezului reduce considerabil pierderile de curent ………………………….. ………… 14
Figura 6. Mic transformator de miez toroidal ………………………….. ………………………….. ………………… 15
Figura 7. Schema unui transformator mare de alimentare cu ulei ………………………….. …………………. 17
Figura 8. Înfășurările ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………….. 17
Figura 9. Vizualizare a transformatorului cu scufundare în lichid. ………………………….. ……………….. 19
Figura 10. Transformator (monofazat) ………………………….. ………………………….. …………………………. 22
Figura 11. Reprezentarea de bază a transformatorului: Diagrama bloc ………………………….. …………. 29
Figura 12. Pr ofilul participanților pe piața componentelor pasive ………………………….. ………………… 30
Figura 13. Dinamica profiturilor obținute din comercializarea componentelor pasive …………………. 31
Figura 14. Costul bunurilor vândute (COGS) rezultate din comercializarea componentelor pasive la
nivel global ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 32
Figura 15. Piața componentelor pasive după tipologia acestora ………………………….. …………………… 34
Figura 16. Dimensiunea totală a pieței disponibile a componentelor electronice (TAM) la nivel
mondial între 2014 și 2018 (în miliarde de dolari americani) ………………………….. ………………………. 35
Figura 17. Schema electrică a transformatorului ………………………….. ………………………….. ……………. 39
Figura 18. Secțiuni a transformatorului electric trifazat ………………………….. ………………………….. ….. 40
Figura 19. Tolele transformatorului ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 42
Figura 20. Schema desfasurata a tolelor si infasurarilor ………………………….. ………………………….. …. 43
Figura 21. Numărul de trepte de r ăcire ………………………….. ………………………….. …………………………. 44
Figura 22. Tolele transformatorului. ………………………….. ………………………….. ………………………….. … 55
Figura 23. Dimensiunile circuitului magnetic. ………………………….. ………………………….. ………………. 58

4

INTRODUCERE

Actualitatea temei. Pentru o rețea izolată cu L laturi și N noduri, o mulțime de noduri în număr
de Nf =N –1 formează sistemul de noduri fundamentale (independente), iar o mulțime de bucle în
număr de Bf=L –N+1 care acoperă toate laturile re țelei formează sistemul de bucle fundamentale
(independente) ale acesteia.
Pentru a construi un circuit electric, fie analogic, fie digital, electricienii
calculează tensiunile și curenții în toate punctele circuitului.
Limbajele de programare pentru simularea circuitelor, așa cum ar fi VHDL sau PSPICE, permit
inginerilor proiectarea circuitelor într -un timp scurt și cu costuri reduse, în același timp eliminând
erorile uzuale.
Componentele pasive de circuit, a căror caracteristică este aceea că circuit ul lor echivalent nu
cuprinde generatoare de tensiune sau de curent, au o pondere importantă din totalul componentelor
aparaturii electronice. Din această categorie fac parte: rezistoarele, bobinele, condensatoarele și
componentele SMD pasive.
Dispozitive le sau componentele pasive nu generează energie, dar o pot stoca sau disipa.
Dispozitivele pasive sunt principalele componente utilizate în electronice, cum ar fi rezistențele,
inductoarele, condensatoarele și transformatoarele, care sunt necesare pentru a construi orice circuit
electric sau electronic.
Un transformator este un aparat electromagnetic static conceput pentru a converti un sistem de
alimentare (primar) în altul (secundar), care are alte caracteristici. Principiul funcționării
transformatorului se bazează pe legea inducției electromagnetice, descoperită de fizicianul englez
Faraday în 1831. Fenomenul inducției electromagnetice este că, dacă fluxul magnetic se schimbă în
timp într -o buclă de conductor închisă, atunci o forță electrică (inducție) este indusă în circuitul
propriu -zis, și apare curent de inducție. Pentru a reduce rezistența de -a lungul traseului fluxului
magnetic și, prin aceasta, pentru a consolida cuplajul magnetic între bobinele primare și secundare
sau, cum sunt mai des numite, î nfășurări, acestea din urmă ar trebui să fie amplasate pe un miez închis
de fier (oțel) (miez magnetic). Utilizarea unui circuit magnetic închis din oțel reduce semnificativ
mărimea relativă a fluxului de distribuție, deoarece permeabilitatea oțelului folo sit pentru circuitele
magnetice este de 800 -1000 de ori mai mare decât cea a aerului (sau a materialelor diamagnetice în
general).

5
Transformatorul este format dintr -un circuit magnetic și înfășurări montate pe el. În plus,
transformatorul constă dintr -un număr de unități și elemente pur structurale care reprezintă partea sa
structurală. Elementele structurale servesc în principal pentru comoditatea utilizării și funcționării
transformatorului. Acestea includ structuri izolatoare concepute pentru a asigura i zolarea pieselor sub
tensiune, robinetelor și bucșelor pentru conectarea înfășurărilor la o linie de alimentare, întrerupătoare
pentru reglarea tensiunii transformatorului, rezervoare pentru umplerea lor cu ulei transformator,
conducte și calorifere pentru răcirea unui transformator etc.
Prin urmare, nucleul magnetic și înfășurările, împreună cu elementele de fixare, fac partea cea
mai importantă transformatorului.
Transformatorul în timpul funcționării sale din cauza pierderilor generate de acesta se încăl zește.
Pentru ca temperatura de încălzire a transformatorului (în principal izolația sa) să nu depășească
valoarea admisă, este necesar să se asigure o răcire suficientă a înfășurărilor și a circuitului magnetic.
Pentru aceasta, în majoritatea cazurilor, t ransformatorul (partea activă) este plasat într -un rezervor
umplut cu ulei transformator. Când este încălzit, uleiul începe să circule și emană căldură pereților
rezervorului, iar din acesta din urmă căldura se disipează în aerul din jur.
Transformatoarele în sine nu produc energie electrică, ci doar o transformă, adică schimbă
magnitudinea tensiunii electrice. În acest caz, transformatoarele pot fi intensificate dacă sunt
concepute pentru a crește tensiunea, iar acestea pot fi reduse dacă sunt concepute pe ntru a reduce
tensiunea. Dar, în principiu, fiecare transformator este un dispozitiv reversibil. Transformatoarele de
putere au o eficiență foarte mare , a cărei valoare este de la 95 la 99,5%, în funcție de putere. Un
transformator de putere mai mare are o eficiență corespunzător mai mare.
Scopul acestei lucrări este calculul și proiectarea unui transformator conform datelor pentru
analiza și studiul parametrilor componentei pasive .

6

CAPITOLUL I. NOȚIUBNI GENRALE PRIVIND COMPONENTE PASIVE ȘI MĂRI MILE
CARACTERISTICE
1.1. Noțiuni generale privind componente pasive

După cum sugerează și numele lor, componentele pasive sunt componente electrice care nu
necesită nicio formă de energie electrică pentru a funcționa, spre deosebire de „dispozitive active”
cum ar fi tranzistoarele, amplificatoarele operaționale și circuitele integrate care trebuie alimentate
într-un fel pentru a le face să funcționeze.
Fiind pasive, dispozitivele pasive nu oferă câștig, amplificare sau direcționalitate unui circuit,
ci oferă în schimb atenuare, întrucât au întotdeauna un câștig mai mic decât unitatea. Prin urmare,
dispozitivele pasive nu pot genera, oscila sau amplifica un semnal electric.
Dispozitivele pasive pot fi utilizate individual sau conectate împreună într -un circuit, f ie într -o
serie, fie într -o combinație paralelă pentru controlul circuitelor sau semnalelor complexe, produc o
schimbare de fază către semnal sau pentru a furniza o formă de feedback, dar nu pot multiplica un
semnal de mai mulți, pentru că nu au câștig de putere.
De fapt, dispozitivele pasive consumă energie într -un circuit electric sau electronic, deoarece
acționează ca atenuatoare spre deosebire de elementele active care generează sau furnizează putere
unui circuit.
Valorile componente ale dispozitivelor pasive, cum ar fi rezistența în ohmi sau capacitatea în
Farads sunt întotdeauna pozitive în valoare (adică> 0) și niciodată negative, deși unele componente
pot avea un coeficient negativ.
Dispozitivele pasive sunt componente bidirecționale, adică pot fi co nectate oriunde într -un
circuit, cu excepția cazului în care au un marcaj de polaritate specific, cum ar fi condensatoarele
electrolitice. Polaritatea tensiunii este determinată de fluxul de curent convențional de la borna
pozitivă la cea negativă.

1.2. T ipologia componentelor pasive de tip transformator

Majoritatea componentelor pasive sunt cele întâlnite la electrotehnică: rezistoare,
condensatoare, bobine, transformatoare. În afară de acestea, există câteva tipuri de componente care

7
sunt specifice elec tronicii, deoarece intervin numai în circuite care prelucrează semnalul (rezonatoare
piezoelectrice, linii de întârziere).
Atât în teoria circuitelor electrice, cât și în analiza circuitelor, dispozitivele pasive sunt în general
numite elemente electrice .
Diferența dintre componentele active și cele pasive . Componentele active și pasive sunt
diferențiate pe diverși factori precum natura sursei, funcțiile sale, putere a, controlul fluxului de curent.
Diferența dintre componentele active și cele pasive este prezentată mai jos în forma de tabel.
Diagramă de comparație
Denumire Componenti active Componentul pasiv
Natura sursei Componentele active furnizează
energie sau energie circuitului. Elemente pasive utilizează energie
sau energie în circuit.
Exemple Diode, tranzistoare, SCR, circuite
integrate etc. Rezistor, condensator, inductor etc.
Funcția
componentei Dispozitive care produc energie sub
formă de tensiune sau curent. Dispozitive care stochează energia
sub formă de tensiune sau curent.
Câștig de puter e Sunt capabili să ofere câștig de
putere. Sunt incapabili să ofere câștig de
putere.
Fluxul de curent Componentele active pot controla
fluxul de curent. Componentele pasive nu pot
controla fluxul de curent.
Cerința sursei
externe Acestea necesită o surs ă externă
pentru operațiuni. Nu necesită nicio sursă externă
pentru operațiuni.
Natura energiei Componentele active sunt donatoare
de energie. Componentele pasive sunt
acceptatoare de energie.

În concluzie: d iferența dintre componentele active și cele p asive sunt următoarele:
 Componentele active sunt cele care furnizează sau produc energie sub formă de tensiune sau
curent. Componentele pasive sunt cele care utilizează sau păstrează energia sub formă de tensiune sau
curent.
 Exemple de componente active s unt Diodele, tranzistoarele, SCR, circuitele integrate, etc. în
mod similar exemple de componente pasive sunt rezistența, condensatorul și inductorul.
 Componentele active sunt capabile să asigure câștigul de putere, în timp ce componentele pasive
nu sunt c apabile să asigure acest lucru .
 Componentele active pot controla fluxul de curent, dar componentele pasive nu pot controla
fluxul de curent.
 Componentele active sunt donatoare de energie, în timp ce componentele pasive sunt
acceptatoare de energie.

8
 Compone nta activă necesită o sursă externă pentru operațiune, în timp ce componentele pasive
nu necesită nicio sursă externă pentru operațiuni.
Diferitele proiecte specifice de aplicații electrice necesită o varietate de tipuri de
transformatoare. Deși toate împă rtășesc principiile de bază ale transformatorului caracteristic, ele sunt
personalizate în construcții sau proprietăți electrice pentru anumite cerințe de instalare sau condiții de
circuit.
În transmisia de energie electrică, transformatoarele permit trans miterea energiei electrice la
tensiuni mari, ceea ce reduce pierderea datorată încălzirii firelor. Acest lucru permite amplasarea
economică la o distanță față de consu matorii de energie electrică. [2 1]
Transformatoarele pot fi clasificate în mai multe mod uri, cum ar fi următoarele:
 Putere nominală: de la o fracțiune de volt -amperi (VA) la peste o mie de MVA.
 Condiția unui transformator: continuă, de scurtă durată, intermitentă, periodică, variabilă.
 Interval de frecvență: Frecvență de putere, frecvență aud io sau radio -frecvență.
 Clasa de tensiune: de la câțiva volți la sute de kilovoliți.
 Tip de răcire: uscat sau cu lichid; auto -răcită, răcită forțată cu aer; răcită forțat, răcită cu apă
 Aplicație: alimentare, potrivire impedanță, tensiune de ieșire și stab ilizator de curent, puls,
izolare circuit, distribuție de putere, redresor, cuptor cu arc, ieșire amplificator, etc.
 Forma magnetică de bază: formă de miez, formă de coajă, concentric, sandwich.
 Descriptor al transformatorului cu potențial constant: intens ificare, coborâre, izolare.
 Configurație generală a înfășurării: După grupul vectorial IEC, combinații cu două înfășurări
ale delta, wye sau stea și zig -zag; autotransformator, Scott -T

1.3.Teoria tehnica a transformatorului: construcția și modelarea

Primul t ip de transformator care a utilizat o largă utilizare a fost bobina de inducție, inventată
de reverele Nicholas Callan de la Mayno oth College, Irlanda în 1836. [ 23] El a fost unul dintre primii
cercetători care și -a dat seama cu cât mai multe rotiri are în fășurarea secundară în raport cu înfășurarea
primară, cu atât mai mare va fi EMF -ul secundar indus. Bobinele de inducție au evoluat odată cu
eforturile oamenilor de știință și ale inventatorilor de a obține tensiuni mai mari din baterii. Deoarece
bateriile produc curent continuu și nu curent alternativ, bobinele de inducție s -au bazat pe contacte
electrice vibrante care au întrerupt regulat curentul primar pentru a crea schimbările de flux necesare

9
pentru inducție. Între anii 1830 și 1870, eforturile de a c onstrui bobine de inducție mai bune, au
dezvăluit încet principiile de bază ale transformatoarelor.
Primele transformatoare de curent alternativ. Până în anii 1870, erau disponibile generatoare
eficiente care produceau curent alternativ (AC) și s -a constat at că AC poate alimenta o bobină de
inducție direct, fără un întrerupător.
În 1876, inginerul rus Pavel Yablochkov a inventat un sistem de iluminat bazat pe un set de
bobine de inducție în care înfășurările primare erau conectate la o sursă de curent alter nativ.
Înfășurările secundare ar putea fi conectate la mai multe „lumânări electrice” (lămpi cu arc) de design
propriu. Bobinele folosite de Yablochkov funcționau în esență ca transformatoare. [ 27]
În 1878, fabrica Ganz, Budapesta, Ungaria, a început să pr oducă echipamente pentru iluminat
electric și, până în 1883, instalase peste cincizeci de sisteme în Austria -Ungaria. Sistemele lor de
curent alternativ foloseau lămpi cu arc și incandescente, generatoare și alte echipamente. [ 33]
Lucien Gaulard și Jo hn Dixon Gibbs au expus pentru prima dată un dispozitiv cu un miez de
fier deschis numit „generator secundar” la Londra în 1882, apoi au vândut ideea companiei
Westinghouse din Statele Unite. [ 14] De asemenea, aceștia au expus invenția la Torino, Italia în 1884,
unde a fost adoptată pentru un sistem public de iluminat electric. [ 7]
Bobinele de inducție cu circuite magnetice deschise sunt ineficiente la transferul puterii la
sarcini. Până în jurul anului 1880, paradigma pentru transmisia de curent alternati v de la o sursă de
înaltă tensiune la o sarcină de joasă tensiune a fost un circuit în serie. Transformatoarele cu miez
deschis cu un raport apropiat de 1: 1 au fost conectate cu primarele lor în serie pentru a permite
utilizarea unei tensiuni înalte pentr u transmisie în timp ce prezentau o tensiune joasă la lămpi. Defectul
inerent al acestei metode a fost acela că oprirea unei singure lămpi (sau a unui alt dispozitiv electric)
a afectat tensiunea furnizată tuturor celorlalte din același circuit. Multe mode le de transformatoare
reglabile au fost introduse pentru a compensa această caracteristică problematică a circuitului de serie,
inclusiv cele care folosesc metode de reglare a miezului sau de ocolire a fluxului magnetic î n jurul
unei părți a bobinei. [ 7]
În toamna anului 1884, Károly Zipernowsky, Ottó Bláthy și Miksa Déri, trei ingineri asociați,
au stabilit că dispozitivele cu miez deschis erau nepracticabile, întrucât erau incapabile să regleze în
mod fiabil tensiunea [60]. În cererile comune de brevet din 1885 pentru transformatoare noi (numite
mai târziu transformatoare ZBD), au descris două proiecte cu circuite magnetice închise, unde
înfășurările de cupru erau fie înfășurate în jurul unui miez de inel de fier, fie înconjurate de un miez
de fier. [ 7] Cele două proiecte au constituit prima aplicație a celor două construcții de transformare de
bază în uz obișnuit până în zilele noast re, denumită „formă cu miez”. [ 16] Fabrica Ganz a făcut, de

10
asemenea, în toamna anului 1884 livrarea primelor cinci transf ormatoare de curent alternativ de înaltă
eficiență, primul dintre aceste fiind livrat la 16 septembrie 1884. [ 14] Această primă unitate a fost
fabricată conform următoarelor specificații: 1.400 W, 40 Hz, 120: 72 V, 11.6: 19.4 A, raport 1,67: 1,
formă monof azată, înveliș. [ 7]
Noile transformatoare au fost de 3,4 ori mai eficiente decât dispozitivele bipolare cu miez
deschis.
Brevetele ZBD au inclus alte două inovații majore interrelaționate: una privind utilizarea
încărcărilor de utilizare conectate par alel, în loc de serii conectate în paralel, cealaltă referitoare la
capacitatea de a avea transformatoare mari, astfel încât tensiunea rețelei de alimentare putea fi mult
mai mare (inițial 1.400 până la 2.000 V) decât tensiunea încărcărilor de utilizare (1 00 V inițial
preferate). [ 7]
Când sunt angajați în sisteme de distribuție electrică conectate în paralel, transformatoarele cu
miez închis au făcut în cele din urmă fezabilă din punct de vedere tehnic și economic furnizarea de
energie electrică pent ru iluminarea în case, întreprinderi și spații publice.
Transformatoarele de astăzi sunt proiectate pe principiile descoperite de cei trei ingineri. De
asemenea, ei au popularizat cuvântul „transformator” pentru a descrie un dispozitiv pentru
modificarea EMF a unui curent electric [69], deși termenul a fost deja utilizat până în 1882. [ 7] În
1886, inginerii ZBD au proiectat, iar fabrica Ganz a furnizat echipament electric pentru prima stație
electrică din lume care a folosit generatoare de curent alt ernativ pentru a alimenta o rețea electrică
comună conectată paralel, centrala cu aburi Rome -Cerchi [7 ].
Plăci în formă de „E” pentru miezurile de transformare dezvoltate de Westinghouse. Deși
George Westinghouse a cumpărat brevetele Gaulard și Gibbs în 1 885, Edison Electric Light Company
a deținut o opțiune privind drepturile SUA pentru transformatoarele ZBD, necesitând Westinghouse
să urmărească modele alternative pe aceleași principii. El a atribuit lui William Stanley sarcina de a
dezvolta un dispoziti v pentru uz comercial în Statele Unite. [ 11] Primul design patentat al lui Stanley
a fost pentru bobine de inducție cu miezuri unice de fier moale și goluri reglabile pentru a regla EMF –
ul prezent în înfășurarea secundară. Acest design [74] a fost folosit pentru prima dată în SUA în 1886
[9], dar Westinghouse avea intenția de a îmbunătăți designul Stanley pentru a -l face (spre deosebire
de tipul ZBD) ușor și ieftin de produs. [ 9]
Westinghouse, Stanley și asociații au dezvoltat un miez mai ușor de fabricat , constând dintr -o
grămadă de plăci subțiri de fier „în formă de E”, izolate de foi subțiri de hârtie sau alt material izolant.
Bobinele preumplute de cupru puteau fi glisate și așezate pentru a crea un circuit magnetic închis.
Westinghouse a obținut un br evet pentru noul design low -cost în 1887. [ 7]

11
Alte modele de transformatoare. În 1889, inginerul rus Mihail Dolivo -Dobrovolsky a
dezvoltat primul transformator trifazic la Allgemeine Elektricitäts -Gesellschaft („General Electricity
Company”) din Germania. [7]
În 1891, Nikola Tesla a inventat bobina Tesla, un transformator cu rezonanță, cu dublă reglare
a aerului pentru a produce tensiuni foarte mari la frecvență ridicată. [7 ]
Transformatoarele de frecvență audio au fost utilizate de experimentatorii timp urii în
dezvoltarea telefonului.
Transformatoarele sunt dispozitive electrice constând din două sau mai multe bobine de sârmă
utilizate pentru a transfera energie electrică cu ajutorul unui câmp magnetic în schimbare

Figura 1. Principiul de construcției al transformatorului monofazat
Sursa: http://users.utcluj.ro/~birok/Sem1/curs%205.pdf

Figura 2. Modelul de circuit
Sursa: http://users.utcluj.ro/~birok/Sem1/curs%205.pdf

12
Principiul de funcționare: Nu există piese în mișcare; Există două înfășrurări. Înfășurarea
primară este alimentată de la o tensiune de frecvență.

Figura 3. Modele de transformatoare
Transformatoarele cu miez închis sunt construite în „formă de miez” sau „formă de coajă”. Când
înfășurările înconjoară miezul, transformatorul este sub formă de miez; când înfășurările sunt
înconjurate de miez, transformatorul este sub formă de carcasă. [24]
Proiectarea formei de coajă poate fi mai răspândită decât proiectarea formei de bază pentru
aplicațiile transformatoarelor de distribuție, datorită ușurinței relative în stivuirea miezului în jurul
bobinelor de înfășurare. [24]
Proiectarea formei de bază tinde să fie, de regulă generală, mai economică și, prin urmare, mai
răspândită, decât designul de formă de carcasă pentru aplicațiile de transformare de putere de înaltă
tensiune la capătul inferior al intervalelor de tensiune și de putere (mai mici sau egale cu, nominal,
230 kV sau 75 MVA).
La tensiuni și puteri mai mari, transformatoarele sub formă de coajă tind să fie mai răspândite.
[24] [25] [26]
Proiectarea formei de coajă tinde să fie preferat ă pentru aplicații MVA de înaltă tensiune și mai
mari, deoarece, deși sunt mai mari pentru a se fabrica, transformatoarele de formă de coajă sunt
caracterizate ca având un raport kVA -greutate mai bun ă, caracteristici mai bune de rezistență la
scurtcircuite și o mai mare imunitate la daune de tranzit. [26]
Un transformator de tensiune monofazat constă practic din două bobine electrice de sârmă, una
numită „Înfășurare primară” și alta numită „Înfășurare secundară”. Pentru acest tutorial vom defini

13
latura „pri mară” a transformatorului ca latura care de obicei preia puterea, iar „secundară” ca parte
care furnizează de obicei putere. Într -un transformator monofazat de tensiune, primarul este de obicei
partea cu tensiunea mai mare.
Aceste două bobine nu sunt în co ntact electric între ele, ci sunt în schimb înfășurate în jurul unui
circuit de fier magnetic închis comun numit „miez”. Acest miez de fier moale nu este solid, ci este
format din laminări individuale conectate între ele pentru a ajuta la reducerea pierder ilor miezului.
Cele două înfășurări ale bobinei sunt izolate electric una de cealaltă, dar sunt legate magnetic
prin miezul comun care permite transferul energiei electrice de la o bobină la alta. Când un curent
electric trece prin înfășurarea primară, se dezvoltă un câmp magnetic care induce o tensiune în
înfășurarea secundară, așa cum este arătat.

Figura 4. Transformator de tensiune monofazat
Cu alte cuvinte, pentru un transformator nu există nicio conexiune electrică directă în tre cele
două înfășurări ale bobinei, dându -i astfel numele de transformator de izolare. În general, înfășurarea
primară a unui transformator este conectată la sursa de tensiune de intrare și transformă sau transformă
energia electrică într -un câmp magneti c. În timp ce sarcina înfășurării secundare este de a converti
acest câmp magnetic alternativ în energie electrică producând tensiunea de ieșire necesară, așa cum
este arătat.
Transformator cu miez laminat. Transformatoarele utilizate la frecvențe de puter e sau audio au,
de obicei, miezuri din oțel siliciu cu permeabilitate ridicată. [27] Oțelul are o permeabilitate mai mare
decât cea a spațiului liber, iar miezul servește astfel pentru a reduce considerabil curentul de
magnetizare și a limita fluxul pe o c ale care împletește strâns înfășurările. [28]
Dezvoltatorii timpurii ai transformatorilor și -au dat seama că miezurile construite din fier solid
au avut ca rezultat pierderi de curent prohibitiv, iar proiectele lor au atenuat acest efect cu miezuri
constâ nd din mănunchiuri de fire de fier, izolate între ele . [29]

14
Proiectele ulterioare au construit miezul prin stivuirea straturilor subțiri de oțel, un principiu
care a rămas în uz. [30]
Laminările subțiri sunt utilizate, în general, pe transformatoarele de înaltă frecvență, unele
laminări din oțel foarte subțire capabile să funcționeze până la 10 kHz.

Figura 5. Laminarea miezului reduce considerabil pierderile de curent
Un design obișnuit al miezului laminat este realizat din tean curi întrețesute de foi de oțel în
formă de E, acoperite cu piese în formă de I, ceea ce duce la denumirea de „transformator E -I”. [31]
Un astfel de design tinde să prezinte mai multe pierderi, dar este foarte economic la fabricare. Nucleul
tăiat sau miezu l C este realizat prin înfășurarea unei benzi de oțel în jurul unei forme dreptunghiulare
și apoi lipirea straturilor împreună. Acesta este apoi tăiat în două, formând două forme de C, iar miezul
asamblat prin legarea celor două jumătăți C împreună cu o cu rea de oțel. [31]
Remanența unui miez de oțel înseamnă că păstrează un câmp magnetic static la eliminarea
puterii. Atunci când este reaplicată puterea, câmpul rezidual va provoca un curent de intrare ridicat
până la reducerea efectului magnetismului rămas , de obicei după câteva cicluri ale formei de undă AC
aplicate. [32]
La transformatoarele conectate la linii lungi de transmisie a energiei electrice, curenții induși
din cauza perturbațiilor geomagnetice în timpul furtunilor solare pot provoca saturația miezului și
funcționarea dispozitivelor de protecție a transformatorului. [33]
Transformatoarele de distribuție pot obține pierderi reduse fără încărcare prin utilizarea
miezurilor realizate cu oțel siliconic cu permeabilitate ridicată sau aliaj metalic am orf (necristalin).
Costul inițial mai mare al materialului de bază este compensat pe durata de viață a transformatorului
prin pierderile mai mici la sarcină ușoară. [34]
Nuclee solide. Nucleele de fier sub formă de pulbere sunt utilizate în circuite, cum a r fi sursele
de alimentare cu comutator, care funcționează peste frecvențele de rețea și până la câteva zeci de
kilohertz. Aceste materiale combină permeabilitate magnetică ridicată cu rezistivitate electrică mare.

15
Pentru frecvențele care se extind dincolo de banda VHF, miezurile fabricate din materiale ceramice
magnetice ne -conductoare sunt numite comune. [31] Unele transformatoare de frecvență radio au, de
asemenea, nuclee mobile (uneori numite „slugs”) care permit reglarea coeficientului de cuplare (și
lățimea de bandă) a circuitelor radio -frecvențe reglate.

Figura 6. Mic transformator de miez toroidal
Transformatoarele toroidale sunt construite în jurul unui miez în formă de inel, care, în funcție
de frecvența de funcționare, e ste confecționat dintr -o bandă lungă de oțel siliciu înfășurat într-o
bobină, fier pudră sau comună . [35] O construcție de bandă asigură alinierea optimă a granițelor,
îmbunătățind eficiența transformatorului prin reducerea reticenței miezului. Forma închi să a inelului
elimină golurile de aer inerente construcției unui miez de E -I. [9] : Secțiunea transversală a inelului
este de obicei pătrată sau dreptunghiulară, dar sunt disponibile și miezuri mai scumpe, cu secțiuni
circulare. Bobinele primare și secundar e sunt adesea înfășurate concentric pentru a acoperi într eagă
suprafață a miezului. Acest lucru minimizează lungimea firului necesar și asigură screeningul pentru
a minimiza câmpul magnetic al miezului prin generarea de interferențe electromagnetice.
Trans formatoarele toroidale sunt mai eficiente decât cele mai ieftine de tip laminat E -I pentru
un nivel similar de putere. Alte avantaje comparativ cu tipurile de EI, includ dimensiuni mai mici
(aproximativ jumătate), greutate mai mică (aproximativ jumătate), zumzet mecanic mai puțin
(făcându -le superioare în amplificatoare audio), câmp magnetic exterior mai mic (aproximativ o
zecime), pierderi reduse de încărcare ( făcându -le mai eficiente în circuitele de standby), montarea cu
un singur șurub și o mai mare al egere a formelor. Principalele dezavantaje sunt costurile mai mari și
capacitatea limitată de putere . Din cauza lipsei unui decalaj rezidual în calea magnetică,
transformatoarele toroidale tind să prezinte, de asemenea, un curent de intrare mai mare, în co mparație
cu tipurile E -I laminate.
Nucleele toroidale din ferită sunt utilizate la frecvențe mai mari, de obicei între câteva zeci de
kilohertzi până la sute de megahertzi, pentru a reduce pierderile, dimensiunea fizică și greutatea

16
componentelor inductive . Un dezavantaj al construcției transformatorului toroidal este costul mai
mare al forței de muncă al înfășurării. Acest lucru se datorează faptului că este necesar să treci pe
întreagă lungime a unei bobinări prin orificiul miezului de fiecare dată când s e adaugă o singură viraj
la bobină. În consecință, transformatoarele toroidale cu mai mult de câțiva kVA sunt mai puțin
frecvente. În mod relativ puțini toroizi sunt oferiți cu puteri de peste 10 kVA și practic nici unul peste
25 kVA.
Transformatoarele de distribuție mici pot obține unele dintre avantajele unui miez toroidal prin
împărțirea acestuia și forțarea acestuia să se deschidă, apoi introducerea unei bobine care conține
înfășurări primare și secundare. [36]
Un transformator poate fi produs prin pla sarea înfășurărilor unul lângă celălalt, un aranjament
denumit transformator „miez de aer”. Un transformator cu miez de aer elimină pierderile. [12]
Inductanța magnetizantă este redusă drastic prin lipsa unui miez magnetic, rezultând curenți de
magnetizare mari și pierderi dacă sunt utilizate la frecvențe joase. Transformatoarele cu miez de aer
nu sunt potrivite pentru a fi utilizate în distribuția de energie [12], dar sunt folosite în mod frecvent în
aplicațiile de frecvență radio. [ 17] Nucleele de aer sun t utilizate și pentru transformatoarele rezonante,
cum ar fi bobinele T esla, unde pot obține pierderi foarte mici, în ciuda inductanței scăzute a
magnetizării.
Transformatoarele de semnal și audio sunt utilizate pentru a cupla etapele amplificatoarelor și
pentru a potrivi dispozitive precum microfoane și playere de înregistrare la intrarea amplificatoarelor.
Transformatoarele audio permiteau circuitelor telefonice să poarte o conversație în două sensuri pe o
singură pereche de fire. Un transformator balun t ransformă un semnal care este trimis la masă la un
semnal care are tensiuni echilibrate la masă, cum ar fi între cablurile externe și circuitele interne.
Transformatoarele de izolare previn scurgerea curentului în circuitul secundar și sunt utilizate în
echipamente medicale și în șantiere. Transformatoarele rezonante sunt utilizate pentru cuplarea între
etapele receptoarelor radio sau în bobine Tesla de înaltă tensiune.

17

Figura 7. Schema unui transformator mare de alimentare cu ule i
1. Rezervorul 2. Capacul 3. Rezervorul conservator 4. Indicatorul nivelului de ulei 5. Releul
Buchholz pentru detectarea bulelor de gaz după o defecțiune internă 6. Tubulatura 7. Schimbătorul
de atingere 8. Motor de acționare pentru schimbătorul de robin et 9 Arbore de antrenare pentru
schimbător de robinet 10. Bucșă de înaltă tensiune (HV) 11. Transformatoare de curent de bușetă de
înaltă tensiune 12. Bucșă de joasă tensiune (LV) 13. Transformatoare de curent de joasă tensiune 14.
Transformator de tensiun e de bagaj pentru contorizare 15. Nucleu 16. jugul de miezul 17. Membrele
leagă jugurile și le țin în sus 18. Bobine 19. Cablare internă între bobine și schimbător 20. Supapă de
eliberare de ulei 21. Supapă de vid

Înfășurările . Înfășurările sunt de obicei aranjate concentric pentru a minimiza scurgerile de
flux.

Figura 8. Înfășurările
(Alb: aer, lichid sau alt mediu izolant; Spirala verde: oțel siliciu orientat pe cereale; Negru:
înfășurare primară; Roșu: înfășurare secundară.)

Conductorul electric utilizat pentru înfășurări depinde de aplicație, dar în toate cazurile, virajele
individuale trebuie izolate electric una de cealaltă pentru a se asigura că curentul circulă pe fiecare

18
rotație. Pentru transformatoarele mici, în care curenții sunt mici și diferența de potențial între virajele
adiacente este mică, bobinele sunt adesea înfășurate din sârmele magnetice emailate.
Transformatoarele de putere mai mari pot fi înfășurate cu conductoare de bandă dreptunghiulară din
cupru, izola te de hârtie impregnată cu ulei și blocuri de presă. [ 18]
Transformatoarele de înaltă frecvență care operează de la zeci până la sute de kilohertz au adesea
înfășurări din sârmă Litz împletită pentru a reduce la minimum pierderile efectului de proximitate.
[19]
Transformatoarele de mare putere folosesc și conductoare cu catenă multiplă, întrucât chiar și
la frecvențe mici de putere, o distribuție neuniformă a curentului ar exista în alt mod în înfășurările cu
curent mare. [ 18] Fiecare catenă este izolată i ndividual, iar șuvițele sunt dispuse astfel încât, în
anumite puncte ale înfășurării, sau de -a lungul întregii înfășurări, fiecare porțiune ocupă poziții
relative diferite în conductorul complet. Transpunerea egalizează curentul care curge în fiecare șir d e
conductor și reduce pierderile de curent în înfășurare. Conductorul blocat este, de asemenea, mai
flexibil decât un conductor solid de dimensiuni similare, ajutând la fabricarea acestora . [18]
Înfășurările transformatoarelor de semnal reduc la minim indu ctanța la scurgeri și capacitatea
de distribuție pentru a îmbunătăți răspunsul de înaltă frecvență. Bobinele sunt împărțite în secțiuni, iar
acele secțiuni se împletesc între secțiunile celorlalte înfășurări.
Transformatoarele de frecvență de putere pot av ea robinete în puncte intermediare ale
înfășurării, de obicei pe partea de înfășurare a tensiunii mai mari, pentru reglarea tensiunii. Robinetele
pot fi reconectate manual sau poate fi prevăzut un comutator manual sau automat pentru schimbarea
robinetelor. Schimbătoarele automate de robinet la sarcină sunt utilizate în transmisia sau distribuția
de energie electrică, pe echipamente precum transformatoarele cuptorului cu arc sau pentru
regulatoare automate de tensiune pentru sarcini sensibile.
Transformatoa rele de frecvență audio, utilizate pentru distribuția audio la difuzoarele de adresă
publică, au robinete pentru a permite reglarea impedanței pentru fiecare difuzor. Un transformator cu
prindere centrală este adesea utilizat în etapa de ieșire a unui ampl ificator de putere audio într -un
circuit push -pull. Transformatoarele de modulare în emițătoa rele AM sunt foarte similare.
Răcire . Conservatorul (rezervorul) din partea de sus asigură izolarea lichidului în atmosferă,
asigurat de nivelul de lichid de răc ire și schimbările de temperatură. Pereții și aripioarele asigură
disiparea căldurii necesare.
Micile transformatoare de tip uscat și cu scufundare în lichid sunt adesea răcite de la sine prin
convecție naturală și disipație de căldură prin radiație. Pe mă sură ce puterile cresc, transformatoarele

19
sunt adesea răcite cu aer , în mod forțat, sau răcire forțată cu ulei, răcire cu apă sau combinații ale
acestora. [ 21]
Transformatoarele mari sunt umplute cu ulei transformator care ră cește și izolează
înfășurările .[22]

Figura 9. Vizualizare a transformatorului cu scufundare în lichid.
Uleiul transformator este un ulei mineral extrem de rafinat, care răcește înfășurările și izolația
circulând în rezervorul transformatorului. Sistemul de i zolare a uleiului mineral și a hârtiei a fost
studiat și utilizat de mai mult de 100 de ani. Se estimează că 50% din transformatoarele de putere
supraviețuiesc la circa 50 de ani de utilizare, vârsta medie de avarie a transformatoarelor de alimentare
este de aproximativ 10 până la 15 ani și că aproximativ 30% din defecțiunile transformatorului de
energie se datorează defecțiunilor de izolare și supraîncărcare. [ 3] [14]
Funcționarea prelungită la temperaturi ridicate degradează proprietățile izolatoare al e izolației
de și a lichidului de răcire dielectric, care nu numai că reduce durata de viață a transformatorului, dar
poate duce în cele din urmă la o defecțiune a transformatorului. [4 ]
Izolație. Izolația trebuie asigurată între virajele individuale ale înfășurărilor, între înfășurări,
între înfășurări și miez și la bornele înfășurării.
Izolația inter -turn a micilor transformatoare poate fi un strat de lac izolant pe sârmă. Stratul de
hârtie sau pelicule de polimer pot fi inserate între straturile de înf ășurări și între înfășurările primare
și secundare. Un transformator poate fi acoperit sau scufundat într -o rășină polimerică pentru a
îmbunătăți rezistența înfășurărilor și a le proteja de umiditate sau coroziune. Rășina poate fi
impregnată în izolația în fășurării folosind combinații de vid și presiune în timpul procesului de
acoperire, eliminând toate golurile de aer din înfășurare. În limită, într eagă bobină poate fi plasată
într-o matriță și rășină turnată în jurul acesteia ca un bloc solid, încapsulând înfășurările. [4 ]

20
Transformatoarele mari (cu răcirea pe bază de ulei ) folosesc înfășurări învelite cu hârtie
izolatoare, care este impregnată cu ulei în timpul asamblării transformatorului. Transformatoarele
umplute cu ulei folosesc ulei mineral extrem d e rafinat pentru a izola și răci înfășurările și miezul.
Construcția transformatoarelor umplute cu ulei necesită ca izolația care acoperă înfășurările să fie
uscată complet de umiditate reziduală înainte de introducerea uleiului. Uscarea se poate face circ ulând
aerul cald în jurul miezului, circulând uleiul transformator încălzit extern sau prin uscare în fază de
vapori (VPD) unde un solvent evaporat transferă căldura prin condensare pe bobină și miez. Pentru
transformatoarele mici, se utilizează încălzirea prin rezistență prin inje ctarea de curent în înfășurări.
Bucșe . Transformatoarele mai mari sunt prevăzute cu bucșe izolate de înaltă tensiune din
polimeri sau porțelan. O bucșă mare poate fi o structură complexă, deoarece trebuie să asigure un
control ate nt al gradientului câmpului electric fără a lăsa uleiul de scurgere al transformatorului. [ 30]

1.4. Tehnologia de montare în circuit și modul de marcare a valorilor parametrilor pe corpul
componentei.

În decursul evoluției tehnologice a aparatelor electr onice, au fost utilizate diferite tehnologii de
montare. Prima variantă a fost cea a legării mecanice a terminalelor componentelor, corpurile
componentelor rămânând suspendate. O altă variantă a fost cea în care pe un suport izolant erau fixate
cose de met al, pe care se lipeau terminalele componentelor sau firele de legătură între componente.
Același suport izolant susținea și soclurile destinate componentelor mari (tuburi electronice,
condensatoare și rezistoare mari), care erau prinse cu șuruburi sau alte mijloace mecanice. Un progres
remarcabil a fost tehnologia cablajului imprimat, care constă în trasee de cupru dispuse pe o față sau
pe ambele fețe ale plăcii izolante. Traseele sunt produse prin lipirea pe suportul izolant a unei foițe de
cupru, din care se corodează chimic partea care nu este necesară. Un număr mare de variante de
realizare a cablajului au fost inventate până acum.
În privința metodei de lipire a componentelor pe cablajul imprimat, se folosesc două variante.
În prima variantă, terminalel e trec prin găuri ale cablajului și plăcii izolante și sunt fixate prin lipire
cu aliaj de cositor (Sn). A doua variantă, care este astăzi foarte utilizată, este tehnica lipirii pe suprafață
(SMD = Surface Mounted Devices). Componentele nu au terminale lun gi, care să treacă prin găuri ale
suportului, ci au terminale scurte, care se lipesc pe o singură față. Această tehnologie se aplică atât
pentru componentele pasive cât și pentru dispozitivele active (tranzistoare, circuite integrate) și este
foarte favora bilă pentru circuitele care trebuie să lucreze la frecvențe mari, pentru că reduce
dimensiunile cablajului (vezi derivatele parțiale în raport cu spațiul, în ecuațiile lui Maxwell).

21
1.5.Mărimile caracteristice pentru componente pasive de tip transformator
Mări mile caracteristice pentru componentele pasive sunt următoarele:
– Valorile nominale ale parametrilor care descriu proprietățile esențiale ale componentelor
(rezistența, inductanța, factorul de calitate etc.). De obicei, sunt înscrise de fabricant pe corpul
componentei.
– Toleranța – parametru care exprimă abaterea admisibilă a valorilor parametrilor esențiali, față
de valorile nominale (caracterizează lotul de fabricație din care provin componentele).
– Parametri care descriu influența perturbațiilor (temperatur a și altele) asupra parametrilor
esențiali.
– Parametri care exprimă limitările în funcționarea componentelor (putere maximă disipată,
tensiune maximă la borne, tensiune maximă de izolație etc.)
– Parametri care exprimă inducerea de perturbații (factorul de zg omot).
– Parametri de fiabilitate (arată durata medie de funcționare și de păstrare a proprietăților
esențiale, pentru un lot de componente).
– Parametri de gabarit și de proprietăți mecanice.
Alte proprietăți: tehnologia de fabricație, proprietăți privitoare la tehnologia de montare în circuit,
modul de marcare a valorilor parametrilor pe corpul componentei.

De regulă, valorile acestor parametri se găsesc în catalogul de produse al firmei producătoare
de componente.
În privința valorii nominale și a toleranțe i trebuie făcute precizări suplimentare. Deoarece se
admite că există abatere parametrică, evaluată prin toleranță, fabricanții de componente au constatat
că nu este rezonabil să aleagă valori nominale foarte dese, pentru un tip de componente. Mai exact,
pentru fiecare clasă de toleranță, valorile nominale sunt alese astfel încât intervalele admisibile ale
valorii reale, pentru două valori nominale vecine, să nu se suprapună semnificativ. De aceea, pentru
fiecare clasă de toleranță există o serie a valorilo r nominale standardizate.
Exemplu: pentru toleranța de 20%, valorile nominale standardizate sunt:
[1], [1.5], [2.2], [3.3], [4.7], [6.8], [10], după care valorile se repetă, multiplicate prin 10, 100,
1000.
Se observă că există 6 valori într -o decadă de v alori nominale, motiv pentru care această serie
se numește E6.

22
Pentru toleranța 10%, valorile nominale standardizate sunt: [1], [1.2], [1.5], [1.8], [2.2], [2.7],
[3.3], [3.9], [4.7], [5.6], [6.8], [8.2], [10]. Seria se numește E12, pentru că există 12 val ori într -o
decadă.
Pentru toleranța de 5% se folosește seria E24 și așa mai departe. Seriile de valori nominale
standardizate sunt cuprinse în tabelul de mai jos.
E6
1,0 1,5 2,2 3,3 4,7 6,8

E12
1,0 1,2 1,5 1,8 2,2 2,7 3,3 3,9 4,7 5,6 6,8 8,2

E24
1,0 1,1 1,2 1,3 1,5 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,7 3,0
3,3 3,6 3,9 4,3 4,7 5,1 5,6 6,2 6,8 7,5 8,2 9,1

E48
100 105 110 115 121 127 133 140 147 154 162 169
178 187 196 205 215 226 237 249 261 274 287 301
316 332 348 365 383 402 422 442 464 487 511 536
562 590 619 649 681 715 750 787 825 866 909 953

E96 …

În continuare vom da mărimile caracteristice a unui transformator (monofazat)

Figura 10. Transformator (monofazat)
Unde:
VP – este tensiunea primară
VS – este tensiunea secundară
NP – este numărul de înfășurări primare
NS – este n umărul de înfășurări secundare
Φ (phi) – este legătura Flux

23
Cele două înfășurări ale bobinei nu sunt conectate electric, ci sunt legate numai magnetic. Un
transformator monofazat poate funcționa pentru a crește sau a micșora tensiunea aplicată înfășurării
primare. Atunci când un transformator este utilizat pentru a „crește” tensiunea pe înfășurarea sa
secundară în raport cu elementul primar, acesta este denumit transformator gradual. Atunci când este
utilizat pentru a „scădea” tensiunea pe înfășurarea secun dară în raport cu primarul, acesta este denumit
transformator de reducere.
Cu toate acestea, există o a treia condiție în care un transformator produce aceeași tensiune pe
secundarul său ca și aplicat înfășurării sale primare. Cu alte cuvinte, ieșirea sa e ste identică în ceea ce
privește tensiunea, curentul și puterea transferate. Acest tip de transformator este denumit
„Transformator de impedanță” și este utilizat în principal pentru potrivirea impedanței sau izolarea
circuitelor electrice alăturate.
Difer ența de tensiune între înfășurările primare și secundare se realizează prin modificarea
numărului de viraje ale bobinei în înfășurarea primară (NP) în comparație cu numărul de rotații ale
bobinei pe înfășurarea secundară (NS).
Deoarece transformatorul este practic un dispozitiv liniar, acum există un raport între numărul
de rotații ale bobinei primare divizat la numărul de rotații ale bobinei secundare. Acest raport, numit
raportul de transformare, mai cunoscut sub numele de transformatori „raport de viraje ”, (TR). Această
valoare a raportului de viraj dictează funcționarea transformatorului și tensiunea corespunzătoare
disponibilă înfășurării secundare.
Este necesar să cunoaștem raportul dintre numărul de rotații de sârmă pe înfășurarea primară în
comparați e cu înfășurarea secundară. Raportul de viraje, care nu are unități, compară cele două
înfășurări în ordine și este scris cu un punct, cum ar fi 3: 1 (3 -la-1). Acest lucru înseamnă în acest
exemplu, că dacă există 3 volți pe înfășurarea primară, va fi 1 vo lt pe înfășurarea secundară, 3 volt –
la-1 volt. Atunci putem vedea că dacă raportul dintre numărul de viraje se modifică, tensiunile
rezultate trebuie să se schimbe și cu același raport, iar acest lucru este adevărat.
Transformatoarele se referă la „rapoart e”. Raportul dintre primar și secundar, raportul dintre
intrare și ieșire și raportul de rotații al oricărui transformator dat va fi același cu raportul său de
tensiune. Cu alte cuvinte pentru un transformator: „raport raport / tensiune”. Numărul real de r otații
de sârmă la orice înfășurare nu este, în general, important, doar raportul de rotații și această relație
este dată ca:
Un raport de viraj al transformatorilor

24
Presupunând un transformator ideal și unghiurile de fază: ΦP ≡ ΦS
Ordinea numerelor atun ci când se exprimă un transformator, valoarea raportului de viraje este
foarte importantă, deoarece raportul de viraje 3: 1 exprimă o relație de transformare și tensiune de
ieșire foarte diferită decât una în care raportul de viraje este dat ca: 1: 3.
Noțiuni de bază ale transformatorului Exemplul nr
Un transformator de tensiune are 1500 de rotații de sârmă pe bobina sa primară și 500 de rotații
de fir pentru bobina sa secundară. Care va fi raportul de rotații (TR) al transformatorului.

Acest raport de 3: 1 (3 – 1) înseamnă pur și simplu că există trei înfășurări primare pentru fiecare
înfășurare secundară. Pe măsură ce raportul trece de la un număr mai mare de la stânga la un număr
mai mic din dreapta, tensiunea primară este, prin urmare, redusă în valo are, așa cum este arătat.
Noțiuni de bază ale transformatorului Exemplul nr. 2
Dacă 240 volți rms se aplică la înfășurarea primară a aceluiași transformator de mai sus, care va
fi tensiunea secundară rezultantă fără încărcare.

Confirmând din nou că trans formatorul este un „transformator”, deoarece tensiunea primară este
de 240 de volți, iar tensiunea secundară corespunzătoare este mai mică la 80 de volți.
Atunci scopul principal al unui transformator este transformarea tensiunilor la raporturi
prestabilit e și putem vedea că înfășurarea primară are o cantitate stabilită sau un număr de înfășurări
(bobine de sârmă) pe acesta pentru a se potrivi tensiunii de intrare. Dacă tensiunea de ieșire secundară
trebuie să fie aceeași valoare ca și tensiunea de intrare pe înfășurarea primară, atunci același număr de
viraje ale bobinei trebuie să fie înfășurat pe miezul secundar, așa cum există pe miezul primar, ceea
ce oferă un raport de rotații egal de 1: 1 (1 -la-1). Cu alte cuvinte, o bobină pornește secundarul la o
bobină, pornește principalul.
Dacă tensiunea secundară de ieșire trebuie să fie mai mare sau mai mare decât tensiunea de
intrare, (transformator gradual), atunci trebuie să existe mai multe rotiri pe secundar, oferind un raport
de rotații de 1: N (1 la N), u nde N reprezintă numărul raportului de viraje. De asemenea, dacă se

25
impune ca tensiunea secundară să fie mai mică sau mai mică decât cea primară (transformator
descendent), atunci numărul de înfășurări secundare trebuie să fie mai mic, dând un raport de ro tații
de N: 1 (N -la-1).
Atunci când o tensiune alternativă (VP) este aplicată bobinei primare, curentul curge prin bobină
care, la rândul său, stabilește un câmp magnetic în jurul său, numit inductanță reciprocă, de acest flux
de curent în conformitate cu Legea de inducție electromagnetică a lui Faraday. Rezistența câmpului
magnetic se acumulează pe măsură ce fluxul de curent crește de la zero la valoarea maximă, care este
dată ca dΦ / dt.

Pe măsură ce liniile magnetice de forță setate de acest electromag net se extind spre exterior din
bobină, miezul de fier moale formează o cale pentru și concentrează fluxul magnetic. Acest flux
magnetic leagă rotirile ambelor înfășurări, deoarece crește și scade în direcții opuse sub influența
alimentării cu curent alter nativ.
Cu toate acestea, rezistența câmpului magnetic indus în miezul de fier moale depinde de
cantitatea de curent și de numărul de rotații înfășurate. Când curentul este redus, rezistența câmpului
magnetic se reduce. Când liniile magnetice de flux curg î n jurul miezului, acestea trec prin virajele
înfășurării secundare, determinând o tensiune să fie indusă în bobina secundară. Cantitatea de tensiune
indusă va fi determinată de: N * dΦ / dt (Legea lui Faraday), unde N este numărul de rotiri ale bobinei.
De asemenea, această tensiune indusă are aceeași frecvență ca și tensiunea de înfășurare primară.
Atunci putem vedea că aceeași tensiune este indusă în fiecare rotație a bobinei ambelor
înfășurări, deoarece același flux magnetic leagă rotirile ambelor înfășu rări. Ca urmare, tensiunea totală
indusă în fiecare înfășurare este direct proporțională cu numărul de rotații din înfășurarea respectivă.
Cu toate acestea, amplitudinea de vârf a tensiunii de ieșire disponibile pe înfășurarea secundară va fi
redusă dacă p ierderile magnetice ale miezului sunt mari.
Dacă dorim ca bobina primară să producă un câmp magnetic mai puternic care să depășească
pierderile magnetice ale miezurilor, putem fie să trimitem un curent mai mare prin bobină, fie să
menținem același curent c urgător și, în schimb, să creștem numărul de rotiri ale bobinei (NP) ale

26
serpuit, cotit. Produsul amperilor de viraje se numește „ampere -viraje”, care determină forța de
magnetizare a bobinei.
Deci presupunând că avem un transformator cu o singură viraj în primară și o singură viraj în
secundar. Dacă un volt este aplicat pe o rotație a bobinei primare, fără a presupune pierderi, trebuie
să curgă suficient curent și suficient flux magnetic generat pentru a induce un volt în singura rotație a
secundarului. Ad ică, fiecare înfășurare suportă același număr de volți pe rotație.
Deoarece fluxul magnetic variază sinusoidal, Φ = Φmax sinωt, atunci relația de bază între emf
indus, (E) într -o înfășurare a bobinei de N viraje este dată de:
EMF = transforma x rata schimb ării

Unde:
ƒ – este frecvența fluxului în Hertz, = ω / 2π
Ν – este numărul de înfășurări ale bobinei.
Φ – este cantitatea de flux din Internet
Aceasta este cunoscută sub numele de Transformarea EMF Ecuație. Pentru EMF de înfășurare
primară, N va fi număr ul de rotații primare, (NP) și pentru emf de înfășurare secundară, N va fi
numărul de viraje secundare, (NS).
De asemenea, rețineți că, întrucât transformatoarele necesită un flux magnetic alternativ pentru
a funcționa corect, transformatoarele nu pot fi a stfel utilizate pentru a transforma sau alimenta
tensiuni sau curenți de curent continuu, deoarece câmpul magnetic trebuie să se schimbe pentru a
induce o tensiune în înfășurarea secundară. Cu alte cuvinte, transformatoarele NU funcționează pe
tensiuni de curent continuu în stare constantă, doar tensiuni alternante sau pulsante.
Dacă o înfășurare primară a transformatoarelor a fost conectată la o sursă de curent continuu,
reactanța inductivă a înfășurării ar fi zero deoarece DC nu are frecvență, deci impeda nța efectivă a

27
înfășurării va fi, prin urmare, foarte scăzută și egală doar cu rezistența cuprului folosit. Astfel,
înfășurarea va trage un curent foarte ridicat de la sursa de curent continuu, ceea ce îl va supraîncălzi
și va arde în cele din urmă, deoare ce așa cum știm I = V / R.
Noțiuni de bază ale transformatorului Exemplul nr. 3
Puterea electrică într -un transformator. Puterea nominală a unui transformator este obținută
prin simpla înmulțire a curentului cu tensiunea pentru a obține un rating în Volt -amperes, (VA).
Transformatoarele monofazate mici pot fi evaluate doar în volt -amperi, dar transformatoarele de
putere mult mai mari sunt evaluate în unități de amperi Kilo volt, (kVA) unde 1 kilo volt -ampere este
egal cu 1.000 volți -amperi și unități de Meg a volt -ampere, (MVA) unde 1 mega volt -ampere este egal
cu 1 milion -amperi volt.
Într-un transformator ideal (ignorând orice pierderi), puterea disponibilă în înfășurarea
secundară va fi aceeași cu puterea din înfășurarea primară, sunt dispozitive de puter e constantă și nu
schimbă puterea doar raportul la tensiune la curent. Astfel, într -un transformator ideal, raportul de
putere este egal cu una (unitate), întrucât tensiunea, V înmulțită cu curent, voi rămâne constantă.
Adică energia electrică la un nivel de tensiune / curent pe primară este „transformată” în energie
electrică, la aceeași frecvență, la aceeași nivel de tensiune / curent pe partea secundară. Deși
transformatorul poate intensifica tensiunea (sau reducerea), nu poate intensifica puterea. Astfe l, atunci
când un transformator intensifică o tensiune, acesta reduce pasul curent și invers, astfel încât puterea
de ieșire să fie întotdeauna la aceeași valoare ca și puterea de intrare. Atunci putem spune că puterea
primară este egală cu puterea secunda ră (PP = PS).

Unde: ΦP este unghiul de fază primar și ΦS este unghiul de fază secundar.
Rețineți că, deoarece pierderea de putere este proporțională cu pătratul curentului transmis,
adică: I2R, creșterea tensiunii, să zicem dublarea (× 2) a tensiunii ar scădea curentul cu aceeași
cantitate, (÷ 2) în timpul livrării aceeași cantitate de putere la sarcină și, prin urmare, reducerea
pierderilor cu factorul de 4. Dacă tensiunea ar fi crescută cu un factor de 10, curentul ar scădea cu
același factor, reducând pierderile totale cu factorul de 100.
Bazele transformatorilor – eficiență. Un transformator nu necesită piese mobile pentru a
transfera energie. Aceasta înseamnă că nu există fricțiuni sau pierderi de vânt cauzate de alte mașini

28
electrice. Cu toate aceste a, transformatorii suferă de alte tipuri de pierderi numite „pierderi de cupru”
și „pierderi de fier”, dar în general acestea sunt destul de mici.
Pierderile de cupru, cunoscute și sub denumirea de pierderi de I2R, sunt puterea electrică care
se pierde în căldură ca urmare a circulației curenților în jurul înfășurărilor de cupru ale
transformatoarelor, de unde și denumirea. Pierderile de cupru reprezintă cea mai mare pierdere în
funcționarea unui transformator. Watt -urile reale de putere pierdute pot fi det erminate (în fiecare
înfășurare) prin pătratul amperilor și înmulțirea cu rezistența în ohmi a înfășurării (I2R).
Pierderile de fier, cunoscute și sub denumirea de histereză, reprezintă încetinirea moleculelor
magnetice din miez, ca răspuns la fluxul magne tic alternativ. Această afecțiune rămasă (sau în afara
fazei) se datorează faptului că necesită putere pentru inversarea moleculelor magnetice; acestea nu se
inversează până când fluxul nu a obținut suficientă forță pentru a le inversa.
Reversarea lor duce la frecare, iar frecarea produce căldură în miez, care este o formă de pierdere
a puterii. Istereza în transformator poate fi redusă prin realizarea miezului din aliaje speciale de oțel.
Intensitatea pierderii de putere a unui transformator determină efic iența acestuia. Eficiența unui
transformator se reflectă în pierderea de putere (wattage) între înfășurările primare (de intrare) și
secundare (de ieșire). Atunci eficiența rezultată a unui transformator este egală cu raportul dintre
puterea de ieșire a în fășurării secundare, PS și intrarea de putere a înfășurării primare, PP și, prin
urmare, este ridicată.
Un transformator ideal este 100% eficient, deoarece oferă toată energia pe care o primește. În
schimb, transformatoarele reale nu sunt 100% eficiente și la încărcare completă, eficiența unui
transformator este cuprinsă între 94% și 96%, ceea ce este liniștit. Pentru un transformator care
operează cu o tensiune constantă și o frecvență cu o capacitate foarte mare, eficiența poate fi de până
la 98%. Eficien ța, η a unui transformator este dată ca:
Eficiența transformatorului

Unde: intrarea, ieșirea și pierderile sunt exprimate în unități de putere.

29
În general, atunci când avem de -a face cu transformatoarele, wații primari sunt numiți „volt –
amps”, VA pentru a-i diferenția de wații secundari. Atunci ecuația de eficiență de mai sus poate fi
modificată pentru:

Putem reprezenta transformatorul sub formă de diagramă bloc după cum urmează:

Figura 11. Reprezentarea de bază a transforma torului: Diagrama bloc

Raportul înfășurărilor primare și secundare ale transformatoarelor unul față de celălalt produce
fie un transformator de tensiune ascendentă, fie un transformator de tensiune descendentă, cu raportul
dintre numărul de viraje primar e și numărul de viraje secundare fiind denumit „raport de viraje ”Sau„
raport transformator ”.
Dacă acest raport este mai mic decât unitatea, n <1 atunci NS este mai mare decât NP și
transformatorul este clasificat ca transformator gradual. Dacă acest rapo rt este mai mare decât
unitatea, n> 1, adică NP este mai mare decât NS, transformatorul este clasificat ca un transformator
descendent. Rețineți că un transformator de derivație monofazat poate fi utilizat și ca transformator
gradual, doar inversând conexi unile sale și făcând înfășurarea de joasă tensiune primară, și invers, atât
timp cât transformatorul este acționat în conformitate cu designul VA original.
Dacă raportul de viraje este egal cu unitatea, adică n = 1, atât primarul cât și cel secundar au
același număr de viraje ale bobinei, astfel încât tensiunile și curenții vor fi identici atât pentru
înfășurările primare, cât și pentru cele secundare.
Acest tip de transformator 1: 1 este clasificat ca transformator de izolare, deoarece înfășurările
primare și secundare ale transformatorului au același număr de volți pe rotație.
Prin urmare, eficiența unui transformator este raportul dintre puterea pe care o livrează la sarcină
și puterea pe care o absoarbe de la alimentare. Într -un transformator ideal nu e xistă pierderi, deci nu
se pierde puterea, atunci PIN = POUT.

30
CAPITOLUL II TEHNOLOGIA DE FABRICAȚIE A COMPONENTELOR PASIVE DE
TIP TRANSFORMATOR
2.1. Tehnologii și producători
Piața componentelor interconectate și a componentelor pasive este de așteptat să crească de
4,41% din 2016 și să ajungă la 187,55 miliarde USD până în 2022.
Raportul : Piața componentelor interconectate și a componentelor pasive. Aplicație și regiune –
Prognoză globală pentru 2022, oferă o analiză detaliată a piaț ei de componente pasive clasificate în
funcție de tipul de produs, tipul de componente pasive, tipul de interconectare, aplicația și geografia
de distribuție comercială a acestora . Acest Raport implică utilizarea pe scară largă a unor surse
secundare, cum ar fi studiul rapoart elor anuale și financiare ale jucătorilor de top pe piața
componentelor pasive , prezentări, comunicate de presă, jurnale, baze de date plătite și interviuri cu
experți din industrie.

Figura 12. Profilul participanților pe piața c omponentelor pasive
Sursa: https://www.marketsandmarkets.com/pdfdownloadNew.asp?id=193568021

Numărul tot mai mare de aplicații de calcul, comunicații electronice de consum (3C) conduc
piața componentelor pasive și de interconectare. Componentele pasive fa c parte din circuitele
electronice și au constituit coloana vertebrală a industriilor precum tehnica de calcul, comunicațiile și
tehnologia electronica de consum. Interconect oarele sunt utilizate pentru a conecta o varietate de
componente active și pasive într-un ansamblu electronic care controlează un sistem. Conectoarele sunt
unul dintre cele mai utilizate tipuri de interconectare între aplicațiile de telecomunicații și electronice
de consum. Potrivit Electronics Web, computerele personale au constituit u n factor important pentru

31
creșterea industriei conectorilor din SUA. În prezent, există o cerere uriașă pentru rețele de mare viteză
și de bandă; prin urmare, se introduc conectori compatibili. Conectoarele oferă o legătură detașabilă
la dispozitivele elec tronice, diverse plăci de circuit, periferice.
În industria telecomunicațiilor, se așteaptă avansări în tehnologii, cum ar fi tranziția de la 3G la
evoluția Voice over Long Term (LTE / 4G) și 5G, care să stimuleze adoptarea componentelor pasive
și a interc onectărilor în următorii ani. Aplicațiile telecomunicațiilor includ telefoane mobile, telefoane
fixe, set -top box -uri, telecomenzi, stații de bază și echipamente de rețea.
La nivel global, componentele pasive și interconectările sunt utilizate din ce în c e mai mult în
sectorul telecomunicațiilor, datorită creșterii semnificative pe piața a telefoanelor mobile , respectiv
din cauza inovațiilor smartphone -urilor. Astfel, cererea din ce în ce mai mare de componente și
interconectări pasive din aplicațiile de c alcul, comunicare și dispozitive electronice de consum
determină piața globală de interconectări și componente componente.
Declinul marjelor de profit ale producătorilor este una dintre restricțiile principale ale pieței
Avans ările tehnologiei dispozitivel or scad costurile hardware, creșterea costurilor se datorează
cererii constante de tipuri de produse mai sofisticate și diversificate.
Falsificarea produselor afectează în mod direct prețurile componentelor pasive. În plus,
concurența agresivă între jucăt orii din diverse regiuni are ca rezultat scăderea prețurilor
componentelor pasive și a interconectărilor. Acest lucru afectează în mod negativ costul dezvoltării
de noi produse sau a produselor avansate bazate pe tehnologie.

Figura 13. Dinamica profiturilor obținute din comercializarea componentelor pasive
Interconnects and Passive Components Market by Passive Components (Resistor, Capacitor,
Inductor, Transformer, and Diode), Interconnect Type (PCB, Connector, Switch, Relay, Adap ter,
Terminal, Splice, and Socket), Application, and Region – Global Forecast to 2022,
https://www.marketsandmarkets.com/Market -Reports/int erconnect -passive -component -market –
193568021.html

32
În concluzie, motivele cheie ale scăderii marjelor de profit pot fi grupate astfel:
1. Concurență agresivă
2. Scăderea severă a prețurilor
3. Schimbarea piețelor de utilizare

Figura 14. Costul bunurilor vândute (COGS) rezultate din comercializarea com ponentelor pasive la
nivel global
The production of electronic components for the IT industries: Changing labour force requirements
in a global economy , https://www.ilo.org/wcmsp5/groups/public/ –ed_dialogue/ –
sector/documents/meetingdocument/wcms_161665.pdf

Cifrele de mai sus arată că , costul bunurilor vândute (COGS) ca procent din veniturile totale ale
industriei crește în detrimentul marjelor de profit corespunzătoare. Costul de producție al
componentelor electronice pasive crește din cauza concurenței agre sive, a eroziunii prețurilor
accelerate și a schimbării segmentelor de piață pentru utilizarea finală.
Ecosistemul pieței de interconectări și componente pasive include furnizori de componente
precum TE Connectivity Ltd. (Elveția), Amphenol Corporation (SU A), Molex Incorporated (SUA),
Hirose Electric Co., Ltd. (Japonia) și Delphi Automotive LLP (Marea Britanie), TT Electronics Plc.
(Marea Britanie), Cisco Systems, Inc. (SUA), AVX Corporation (SUA), Japonia Aviation Electronics
Industry, Ltd. (Japonia), JST Mfg. Co., Ltd. (Japonia), Hon Hai Precision Industry Co., Ltd .,
(Foxconn) (Taiwan), Burndy LLC (SUA), AMETEK, Inc. (SUA), Yazaki Corporation (Japonia) și
Panasonic Corporation (Japonia).
Principalii jucători de pe piața componentelor pasive și a interconec tărilor sunt TE Connectivity
Ltd. (Elveția), Amphenol Corporation (SUA), Molex Incorporated (SUA), Hirose Electric Co., Ltd.
(Japonia) și Delphi Automotive LLP (Marea Britanie). Acești jucători au adoptat diverse strategii,

33
cum ar fi dezvoltarea de produse noi, parteneriate și contracte, precum și extinderea afacerilor pentru
a răspunde nevoilor pieței componentelor pasive și de interconectare.

2.2. Modele de producere în serie și de unități/loturi specifice

Datorită concurenței sporite pe piața produselo r electrice, problema reducerii costurilor de
producție a transformatoarelor de energie acumulează în prezent un nou accent. Unul dintre
principalele moduri de a reduce costurile este de a reduce costul materialelor active.
În acest sens, o etapă necesară în proiectarea transformatoarelor de putere este etapa de
optimizare a proiectului.
Soluția optimă rezultată este, de regulă, în zona maximă admisibilă pentru încărcări
electromagnetice, ceea ce impune cerințe ridicate cu privire la precizia modelelor ut ilizate în calculele
de verificare.
Prin urmare, designul modern este de neconceput fără utilizarea sistemelor CAE care permit
calcularea câmpurilor fizice prin metode numerice (de regulă, prin metoda elementului finit).
Există o tendință în creștere de a reduce dimensiunea dispozitivelor electronice, odată cu
lansarea de către furnizori de produse avansate din punct de vedere tehnologic și extrem de inovatoare,
pentru a face fața concurenței.
Conform prognozei MarketsandMarkets, piața componentelor pasive și a interconectărilor este
de așteptat să fie evaluată la 187,55 miliarde USD până în 2022, crescând la un CAGR de 4,41% în
perioada 2017 -2022. Cu toate acestea, profitul în scădere al producătorilor și scăderea generală a
prețurilor materiilor prime sun t factori de restricție pentru creșterea pieței.
Dintre toate aplicațiile majore, sectorul auto va avea o creștere cea mai mare pe piața globală a
componentelor pasive și de interconectare în perioada de prognoză. Creșterea segmentului auto este
propulsată în principal de introducerea tehnologiei informației și internetului în automobile, care ajută
la un plus de confort și la transformarea automobilelor tradiționale în automobile inteligente.
Piața componentelor pasive preconizează că acestea vor înregistr a o creștere mai mare între
2016 și 2022, datorită adoptării tot mai mari a automatizării, roboticii și informaticii în diferite
sectoare industriale.

34

Figura 15. Piața componentelor pasive după tipologia acestora
Sursa: Marketsa ndMarkets https://www.marketsandmarkets.com/Market -Reports/interconnect –
passive -component -market -193568021.html

Piața componentelor inter conectate și a componentelor pasive în Asia -Pacific va avea cea mai mare
pondere .
Raport ul privind prognoza puieței componetelor pasive acoperă regiuni precum America, Europa,
Asia-Pacific (APAC) și Restul Lumii (RoW). Se preconizează că APAC va avea cea m ai mare
pondere de piață de componente interconectate și componente pasive între 20 20 și 2022. Elementele
cheie ale pieței sunt disponibilitatea ușoară a materiei prime, forță de muncă ieftină și costuri reduse
de producție în această regiune. Mai mult, ță ri din APAC, cum ar fi India, Taiwan, Coreea de Sud și
Malaezia, care adaugă noi instalații de fabricație an de an, contribuie la creșterea pieței de
componente pasive.

35

Figura 16. Dimensiunea totală a pieței disponibile a compo nentelor electronice (TAM) la nivel
mondial între 2014 și 2018 (în miliarde de dolari americani)
Sursa: Technology & Telecommunications , Hardware,
https ://www.statista.com/statistics/495702/electronics -components -market -size-worldwide/

Piața globală a interconectărilor și a componentelor pasive a fost evaluată în valoare de 20
miliarde de dolari americani în 2018 și este de așteptat să ajungă la 20 de m iliarde de dolari americani
până în 2026, la un CAGR de aproximativ 20 % în perioada de prognoză.
America de Nord, precum SUA și Canada , au investit semnificativ în activit ăți de cercetare și
dezvoltare . SUA și Canada sunt, de asemenea, țările de top din c omerțul cu amănuntul, serviciile
financiare, serviciile bancare și alte industrii, precum transportul și dezvoltarea. Se estimează că SUA
va avea cea mai mare cotă de piață dintre toate țările de pe piață în perioada de prognoză. Este o țară
avansată din p unct de vedere tehnologic, cu reglementări puternice pentru cercetare și dezvoltare, iar
implicările politice din ultima perioadă privind drepoturile de autor și falsurile în domeniul
componentelor pasive, vorbește clar de o relansare a acestui sector de p e alte principii .

36
CAPITOLUL III. PROIECT (TRANSFORMATOR)
3.1. Argumentarea proiectului

Proiectarea transformatoarelor este compusă din calcul și designul acestora.
Calculul unui transformator, în general , este o problemă vagă din punct de vedere matem atic cu
multe soluții, deoarece numărul de necunoscute este mai mare decât numărul de ecuații care le leagă.
Drept urmare, în procesul de calcul al unui transformator, trebuie să set ăm anumite valori ale
unor valori electromagnetice și structurale inițial e, pe baza experienței a transformatoarelor construite
deja.
În acest sens, atunci când se proiectează un nou transformator, se obțin de obicei mai multe
variante de proiectare ale acestuia, dintre care este selectat cel mai avantajos.
Calculul și experie nța arată că este posibil să calculăm și să construim un transformator cu o
eficiență ridicată, dar aceasta nu este încă un semn al celei mai avantajoase versiuni a
transformatorului, deoarece atunci când îl alege m un model trebuie să ținem cont și de alți indicatori
tehnici și economici, precum dimensiunile, greutatea și costul transformatorului. Scăderea greutății și
a costului transformatorului este asociată cu o creștere a inducției în miez și densitatea curentului în
înfășurări, ceea ce duce la o creșt ere a pierderilor din oțel și cupru a transformatorului și, în consecință,
la o creștere a încălzirii sale. Mai mult, eficiența transformatorul este redus ă.
Încălzirea maximă admisibilă a transformatoarelor de putere mică pentru izolarea obișnuită a
înfășu rărilor din clasa A poate fi de 100 -105 ° С, iar pentru clasa E –115–120 ° С sau un exces de
temperatură în mediul de 65 –70 ° С și 80 –85 ° С la această temperatură. mediu + 35 ° С. Prin urmare,
limita de utilizare a materialelor active este încălzirea tran sformatoarelor.
Transformatoarele de putere mică sunt în cea mai mare parte monofazate, dar în unele cazuri se
găsesc și transformatoare trifazate. Aceste transformatoare sunt de obicei răcite cu aer.
După cum se știe, la transformatoare, greutatea miezul ui de oțel și greutatea cuprului
înfășurărilo r se inversează reciproc, adică, odată cu creșterea greutății oțelului activ, consumul de
cupru pentru înfășurări scade.
Întrucât prețul înfășurării cuprului în transformatoarele cu putere mică este mult mai ma re decât
costul oțelului, raportul dintre greutatea oțelului și greutatea cuprului din ele este mai mare decât
pentru transformatoarele cu putere mare.
Astfel, un transformator de putere mică calculat corect trebuie să aibă un cost și o greutate
minimă, să satisfacă cerințele tehnice specificate și să aibă cea mai mare eficiență posibilă.

37
Un transformator este un aparat electromagnetic static care servește la conversia energiei AC de
la o tensiune la alta la o frecvență constantă. Puterea deviată de la tran sformator este egală cu puterea
furnizată minus pierderi mici în conversia energiei electrice. Prin urmare, conversia valorii de tensiune
a transformatorului are loc odată cu conversia simultană a valorii curente. Cu cât tensiunea
transformatorului este ma i mare la ieșire, cu atât este mai mic curentul secundar.
Transformatoarele cu putere mică includ transformatoare a căror putere nominală variază de la
unități și zeci de VA la 1000 VA. Din punct de vedere fizic, procesul de funcționare a
transformatoarel or de putere mică este , în esență, același ca în transformatoarele de putere medie și
mare, dar raporturile unor parametri și valori legate într -o formă sau alta cu puterea transformatorului
sunt semnificativ diferite în transformatoarele cu putere mică.
Deci, la transformatoarele de putere mică :
 Curentul de magnetizare este relativ mare, spre deosebire de transformatoarele de mare putere,
unde este doar 2 – 8% din curentul primar nominal.
 Valoarea nominală a tensiunii de scurtcircuit cu uk 4% și structur a acestuia (adică raportul dintre
uk% activ și ukr% reactiv al componentelor sale) diferă .
 La transformatoarele cu putere mică, scăderea tensiunii în înfășurări este relativ mai mare.
Pe de altă parte, proiectarea și utilizarea transformatoarelor de putere mică au și ele
caracteristicile proprii. De obicei, acestea sunt efectuate la tensiuni mai mici de 1000 V, astfel încât
grosimea de izolare între înfășurări este mică, lățimea înfășurărilor în sine este mică și nu există
conducte de ventilație radială. Da torită acestor factori, fluxul de distribuție este mic, iar rezistența de
distribuție inductivă este mică (la o frecvență de 50 Hz).
Transformatoarele cu putere mică sunt de obicei utilizate pentru alimentarea unei încărcări
autonome și, de regulă, nu sun t destinate funcționării paralele. Prin urmare, dacă pentru
transformatoarele cu putere s medie și mare , tensiunea de scurtcircuit uk% este una dintre valorile
inițiale din calcul, care determină distribuția încărcăturii în timpul funcționării paralele a
transformatoarelor, atunci pentru transformatoarele de putere mică această valoare nu este cea inițială,
ci este determinată la sfârșitul calculului și utilizată pentru a determina valorile tensiune secundară la
sarcină.
Astfel, acești factori (și alții) det ermină specificul studiului și calculului transformatoarelor de
putere mică.
Din cele de mai sus rezultă clar că, atunci când analizăm funcționarea unui transformator de
putere mică, este imposibil să utilizăm un circuit echivalent simplificat în care cur entul de magnetizare

38
este neglijat, deoarece acest lucru ar duce la o eroare semnificativă, dar ar trebui utilizat un circuit
echivalent precis.
Printre transformatoarele cu putere mică, transformatoarele de putere sunt cele mai utilizate pe
scară largă, a dică transformatoarele concepute pentru alimentarea circuitelor electrice ale diferitelor
dispozitive și circuite. Astfel de transformatoare sunt utilizate în automatizare, telemecanică,
comunicații și echipamente radio și sunt utilizate pentru alimentarea diferitelor circuite de control,
alarme, înfășurări ale releului, circuite cu redresoare cu semiconductor și așa mai departe.
Alegerea tipului de miez magnetic al transformatorului în acest proiect este limitată de tipul de
placă. Unul dintre cele mai im portante calcule ale transformatorului care necesită o precizie ridicată
este calculul câmpului magnetic.
Caracteristica de proiectare a transformatorului pune la îndoială posibilitatea de a reduce
problema câmpului la o formulare bidimensională. Cu toate acestea, calcularea câmpurilor fizice
tridimensionale necesită un timp estimativ mai mare. În acest sens, este necesar să se dezvolte modele
pentru calculul electromagnetic al transformatoarelor de putere, care să permită obținerea preciziei
proporționale cu precizia modelelor 3D, dar care să aibă în același timp viteză crescută, ceea ce ar
face posibilă utilizarea acestora în optimizarea transformatorului și în calcularea funcționării acestuia
în moduri dinamice.
3.2. Schema de proiect

Se va proiecta un transformator care să aibă următoarele caracteristici principale:
1) Puterea aparentă nominală: Sn = 125kva;
2) Numărul de faze: m = 3;
3) Tensiunea de linie primară: Ul1 = 10 kv;
4) Tensiunea de linie secundară: Ul2 = 0,525kv;
5) Frecvența: f = 50Hz;
6) Schema și grupa d e conexiuni: Yzn5;
7) Pierderi la mers în gol: P0 = 380W;
8) Pierderi la mers în scurtcircuit: Psc = 2100W;
9) Curentul de mers în gol: i0 = 2,4%;
10) Tensiunea de scurtcircuit: usc = 4%;
11) Răcire naturală în ulei;
12) Conductorul înfășurărilor : Cu;
13) Clasa de izolație a înfăș urării : A;

39
14) Miezul se executădin tablă electrotehnica cu izolatie din carli t;
15) Tipul tablei: E4ORSI -111 cu pierderi specifice 1,11W/kg la inducția magnetică B=1,5T;
16) Grosimea tolelor din care se execută miezul: 0,35mm;
Tolerantele admisibile pentru parametrii impuși prin tema:
17) Raportul de transformare : ± 0,5%
18) Tensiunea de scurtcircuit, usc : ± 10%
19) Curentul de mers in gol, io : + 30%
20) Pierderile în înfășurări : psc+10%

Figura 17. Schema electrică a transformatorului

40
CAPITOLUL IV. FIABILITATEA ȘI IMPLEMNTAREA PROIECTULUI
4.1. Modelarea

Figura 18. Secțiuni a transformatorului electric trifazat

41
Părțile constructive sunt: miezul de fier al transformatorului care formează circuitul său magnetic,
înfăș urările transformatorului (primare și secundare) , părțile de asamblare și accesoriile
transformatorului care cuprind mai multe elemente constructive principale cum sunt: schela, cuva
capacul cuvei transformatorului cu: consola , tirant de sustinere , urechea de ridicare , izolatoarele de
trecere; conservatorul de ulei; releul de gaze ; comutatorul de tensiune; alte accesorii: a) busonul de
umplere ; b) robinet tip cana ; c) cana pentru golirea uleiului ; d)stuț cu dop special pentru relevarea
uleiului ; f)cărucior cu rotile; g)șurubul de legare la pământ; h) radiator de racire ; i)teaca pentru
termocupla; j)supapa de siguranta .
4.2. Calculul valorilor elementelor de circuit
4.2.1. Calculul mărimilor electrice de bază
Pentru determinarea mărimilor electrice de bază s e pornește de la puterea aparentă nominală a
transformatorului și se determină mai întâi curenții de linie din înfășurarea primară și corespunzător
schemei și grupei de conexiuni valorile tensiunilor de fază primare, precum și a intensității
curenților de fază primară.
Putere a aparenta a unui transformator trifazat funcție de mărimil e de linie este dată de relația
A
USIIU S
ln
lll n
22,7
1010310 125
33
33
1111



A
USI
ln
l 46,137
10 525,0310 125
333
22 


Determinarea marimilor pentru infasurarea primara:
1. In cazul conexiunii stea : I
1f=I
1l
U
1f=
3U1l
2. In cazul conexiunii zig -zag:I
1f= Il1

U
1f=
3U1l
Pentru dimensioanarea infasurarilor secundare intr -o prima aproximatie se considera
randamentul 1, determinandu -se va loarea curentului din secundar:
In cazul conexiunii stea: I
2f =I
2l

42
U
2f=
3U2l
In cazul conexiunii zig -zag: I
2f =
2lI
U
2f=
3U2l
Probleme speciale privind determinarea parametrilor infasurarilor apar la transformatoarele
care au conexiunea secundara in zig -zag.Transformatoarele cu asemenea conexiuni au aceleasi rel ații
intre marimile de linie si de faza ca la cele conectate in stea.
Yzn5

Primarul transformatorului este conectat în stea:

kVUUA I I
l
fl f
77,5
310
322,7
1
11 1

Secundarul transformatorului este conectat în zig -zag:

A I IkVUU
l fl
f
46,137303,0
3525,0
3
2 22
2

3. Calculul dimensiunilor princ ipale
Pentru stabilirea dimensiunilor principale consideram o sectiune in transformator si un detaliu
din coltul ferestrei miezului magnetic al transformatorului
Figura 19. Tolele transformatorului

43

Figura 20. Schema desfasurata a tolelor si infasurarilor
S-au făcut următoarele notații:
1) Sim și Sjm: – distanța de izolație dintre înfășurările de înaltă, respectiv joasă tensiune și
jugul transformatorului;
2) D – diametrul coloanei trnsformatorului;
3) b1 – grosimea bobinei de înaltă tensiune;
4) b2 – grosimea bobinei de joasă tensiune;
5) δmj – disanta de izolație dintre coloană și bobina de joasă tensiune;
6) δji – grosimea izolației dintre bobina de joasă tensiune și cea de înaltă tensiune;
7) δii – grosimea izolație i dintre bobinele de înaltă tensiune;
8) δjm – distanta de izolație dintre bobina de joasă tensiune și jug;
9) δim – distanta de izolație dintre bobina de înaltă tensiune și jug.
Având în vedere puterea nominală a transformatorului spirele înfășurărilor vor avea forma
circulară, motiv pentru care coloana magnetică va fi realizată în trepte, astfel încât secțiunea circulară
să aibă un factor de umplere cu Fe cât mai mare.Din acest motiv dimensiunea principală de la care
începe calculul trnsformatorului este diamet rul cercului coloanei:
[cm] ,4
nSaD

în care:
– a – este un coeficient având valori cuprinse între 4,2 și 4,8, valoarea lui depinzând de
sortimentul de tablă electrotehnică folosit și de coeficientul de utilizare al secțiuni circulare. În cazul
unei utilizări mai bune a secțiunii cercului coloanei se pot lua pentru coeficientul a valori mai mici
din acest interval;
– Sn – este puterea aparentă nominală a transformatorului luată în kVA.

44
In urma calculului se adoptă o valoare întreagă, în milimetri , a Ф si de preferință multiplu de
cinci.
Considerând valoarea coeficientului a egală cu 4,5 și având dată prin temă puterea aparentă
nominală de 125 kVA se poate trece la calcularea diametrului coloanei, obținându -se:
 4 4 1254,5nSaD
15,05cm = 150 ,5mm
Se adopt ă D ca multiplu de 5:
D = 150mm
După adoptarea diametrului coloanei, având în vedere că miezul feromagnetic se realizează
din tole, se va adopta numărul de trepte ale miezului coloanei. Numărul minim de trepte și numărul
de coloanei de raci re se adoptă din tabel în funcție de puterea aparentă nominală a transformatorului.
Se poate adopta și un număr mai mare de trepte decât cel indicat dacă aceasta reprezintă o soluție
mai economică pentru firma producătoare.
Pentru Sn=125kVA numărul minim d e trepte este de 5 sau 6, iar numărul de canale de răcire
este de 0 sau 1. Se va considera un număr minim de trepte egal cu 6, iar număr ul de canale e gal cu
0,( nu necesita racire).
Fiecare canal longitudinal de răc ire se ia lat de un centimetru.
Lățimea t olelor (a1, a2,…an), este recomandată funcție de diametrul coloanei, astfel:
– pentru 5 trepte: – pentru 6 trepte:
a1 = 0,950∙ D a1 = 0,960∙ D
a2 = 0,847∙ D a2 = 0,885∙ D
a3 = 0,707∙ D a3 = 0,775∙ D
a4 = 0,532∙ D a4 = 0,631∙ D
a5 = 0,312∙ D a5 = 0,465∙ D
a6 = 0,28 0∙ D

Figura 21. Numărul de trepte de răcire

45
– pentru 6 trepte (cazul de față):
mm D amm D amm D amm D amm D amm D a
42 42 150 280,0 280,070 75,69 150 465,0 465,095 65,94 150631,0 631,0116 25,116 150 775,0 775,0133 75,132 150 885,0 885,0144 144 150 960,0 960,0
654321


Se calculează orientativ valorile lățimii tolelor după care se procedează la p roiectarea, rând pe
rând, a fiecărei trepte pornind de la prima treaptă către ultima treaptă.
După determinarea valorii lui a1, rotunjită la număr întreg (în milimetrii,la valoarea mai mica),
se calculează valoarea lui b1, cu relația:
2
122
12
121
2 2a Da Db 





 mm a D b 21 144 15021
21 2 2 2
12
1  

Pentru a determina numărul de tole conținut de prima treaptă se face următorul calcul:


1
1bn
în care δ reprezintă grosimea tolelor, egal cu 0,35mm, dat prin tema proiectului.
 tolebn 60 6035,0211
1 



Se definitivează valoarea lui b1 utilizând relația:
mm nb 21 35,0601 1 

Pentru calculul treptei a doua se utilizează relația:

;21
2 212
22
12
22
2 b a D ba Db 





2
2bn

iar apoi se face recalcularea lui b2:
2 2nb

Ca o regulă generală, pentru treapta k, se vor utiliza relațiile:


  
k kk
ii k k n b b a D b bn ;21k
k1
12 2
Utilizând relațiile de mai sus se trece la calculul treptelor, astfel:

46
pentru treapta a doua:
 mm b a D b 68,1321 133 15021
21 2 2
12
22
2  

 tolebn 39 08,3935,068,132
2 


mm nb 65,1335,0392 2 

pentru treapta a treia:
 mm bb a D b 90,12 65,1321 116 15021
21 2 2
2 12
32
3  

 tolebn 36 85,3635,090,123
3 


mm nb 6,1235,0363 3 

pentru treapta a patra:
 mm bbb a D b 79,106,1265,1321 95 15021
21 2 2
3 2 12
42
4  

 tolebn 30 83,3035,079,104
4 



mm nb 5,1035,0304 4 

pentr u treapta a cincea:
 mm bbbb a D b 58,85,106,1265,1321 70 )150(21
21 2 2
4 3 2 12
52
5  

 tolebn 24 51,2435,058,85
5 



mm nb 4,8 35,0245 5 

pentru treapta a șasea:
 mmbbbbb a D b
85,54,85,106,1265,1321 42 )150(21 21
2 25 4 3 2 12
62
6
 

 tolebn 16 71,1635,085,56
6 



mm nb 6,5 35,0166 6 

Calculam suprafața geometrică a secțiunii coloanei:

47


n
kk k g ba S
12
25, 16243)]6,542()4,870()5,1095()6,12 116()65,13 133()21 144[(2 mm
Aria secțiunii ocupate de fierul coloanei va fi dat de relația:

Fe g Fe KS S
în care Sg este aria secțiunii ocupate de tole și izolația dintre ele, iar KFe este un coeficient ce
ține seama de grosimea izolației dintre tole și ia valoarea de 0,95 pentru izolația din carlit.
Se determină factorul de umplere geometric al coloanei (fg) care reprezintă fracți -unea din aria
cercului coloanei ocupată de tole și izolația dintre ele. Se considera o buna utilizare a sec tiunii coloanei
cand: fg > 0,9.
Calculam factorul de umplere geometric:

919,0
41505, 16243
42 2DSfg
g

2 2015431325,0 325, 1543195,05, 16243 m mm KS SFe g Fe  
Factorul de umplere cu fier va fi dat de relația:
873,0
4150325, 15431
42 2DSfFe
Fe

Pentru determinarea tensiunii pe spiră este necesar să se adopte valoarea inducți ei magnetice
în coloana transformatorului.Se adoptă din tabele in funcție de puterea aparentă nominală a
transformatorului, de sortimentul de tablă utilizată și de modul d e răcire al transformatorului.
O inducție de valoare prea mică duce la risipă de mat erial și o creștere excesivă, nejustificată
a prețului transformatorului, iar o inducție de valoare mare conduce la încălzirea transformatorului și
a curenților de funcționare în gol.
Pentru tablă laminată la cald și puterea transformatorului cuprinsă într e 50 și 250kVA, pentru
tipul de răcire naturală în ulei, se recomandă o inducție( Bc), în coloană (la o frecven tă de 50Hz) de
1,55……1,65T.
Bc = 1,6 T:
02469012,0 015431325,06,1  Fe cSB
Wb
Se determina expresia tensiunii pe spiră care este:
spiraV f uew /48,5 02469012,050 2 14,3 2    

48
4.2.2. Calculul de dimensionare al înfășurărilor

Numărul de spire al înfășurărilor . Calculul numărului de spire începe, de obicei, de la
înfășurarea de joasă tensiune care are un număr mai mic de spire și influențează mai semnificativ
raportul de transfo rmare.
Numărul de spire al înfășurării de joasă tensiune este, pentru transformatoarele ce au conexiunea
stea sau triunghi, dată de relația:

ewf
uUW2
2
unde uew este tensiunea pe spiră.
Dacă înfășurarea de joasă tensiune este conectată în zig -zag:
ewf
uUW2
232

Valoarea obținută se rotunjește la număr întreg pentru conexiunea stea și triunghi și la număr
întreg și par pentru conexiunea zigzag cu bobine egale.
Rotunjirea aplicată numărului de spire are drept urmare necesitatea recalcu lării tensiunii pe
spiră, fluxului ma gnetic și inducției în coloană.
Calculul pentru conexiunea stea, pentru infasurarea de joasa tensiune,data prin tema si valorile
rezultate din calcule:
85,63
48,533032
2 
W

Aleg em W2=66 spire.
VWUuf
ew 30,566303
32
32
22

02386,0
50230,5
2

 fuew
c
Wb
55,1015431325,002386,0 
Fec
cSB
T
După definitivarea acestor calcule se trece la dimensionarea înfășurării de înaltă tensiune. Dacă
aceasta este conectată în stea sau triunghi, numărul de spire al înfășurării de înaltă tensiune va fi:
23
21
2 1 
ff
UUW W

49
Calculul pentru conexiunea stea data prin tema si valorile rezultate din calcule
44, 108823
3035770661 W

Aleg em W1=1088 spire
Valoarea abținută se rotunjește la număr întreg. Rotunjirea la număr întreg a numărului de spire
W1 va avea c a urmare o anumită abatere a raportului de transformare față de cel impus prin temă. În
consecință în acest moment al proiectării se va verifica faptul că raportul de transformare are o abatere
de maxim ±0,5% din cel impus prin temă, astfel pentru conexiun ile care au zigzag în componența lor,
abaterea raportului de transformare se calculează astfel:
10032
2121
21


ffff
tr
UUWW
UU


100
303577032
661088
3035770

tr = 0,041 [%]

5,0tr %
Secțiunea conductoarelor înfășurărilor . Calculul secț iunii căilor de curent se face pornind de
la valorile intensităților curenților electrici pe fază și de la densitățile de curent recomandate.
Pentru conductoarele de înaltă tensiune secțiunea conductoarelor, notată cu S1 va fi:
2
11
1 mmJISf
Cu

iar pentru joasă tensiune:
2
22
2 mmJISf
Cu

Unde J1 și J2 sunt densitățile de curent care se adoptă funcție de puterea aparentă nominală a
transformatorului si funcție de tipul de racire.Daca conductorul infasurarii este din cupru și cu puterea
nominal a cuprinse între 75 -160kVA,se recomanda ca densitatea de curent J, să aiba valori cuprinse
intre 2,7…3,3A/mm2. Având în vedere că înfășurarea interioară se răcește mai greu decât înfășurarea
exterioară, din motive de încălzire se recomandă ca densitatea de curent pentru înfășurarea interioară
să fie mai mică decât densitatea de curent pentru înfășurarea exterioară și astfel se alege pentru cazul
de față o valoare a densității de curent J1=3 A/mm2 și J2=2,7 A/mm2.

50

2
11
1 41,2322,7mmJISf
Cu  <6. 8 mm²
iar pentr u joasa tensiune :
2
22
2 91,507,246,137mmJISf
Cu 

Dacă din calcul secțiunea conductorului rezultă cu valori mai mici de 6…8mm2 se adoptă pentru
înfășurarea respectivă conductor cu secțiune rotundă. În caz contrar se aleg conductoare profilate care
din motive tehn ologice și pentru reducerea pierderilor suplimentare nu trebuie să depășească
60…80mm2.
Dacă totuși secțiunea depășește aceste valori se utilizează conductoare profilate sau grupuri de
conductoare profilate conectate în paralel. Dimensiunile acestor condu ctoare sunt standardizate și se
alege pentru înfășurarea de înaltă tensiune condu ctoare rotunde având secțiunea:
SCu1=2,405 mm2
și diametrul:
d =1,75 mm.
Pentru J.T.:
SCu2=49,2 mm2
a=3,55mm
b=14mm.
După alegerea acestor conductoare de bobinaj din STAS se procedează la recalcularea
densităților de curent, astfel:
2
11
1mmA
SIJ
Cuf

2 1 3405,222,7
mmAJ 

2
22
2 / 79,22,4946,137mmASIJ
Cuf

Valorile lui J1,J2 se incadr ează in lim itele STAS ( 2,7…..3,3A/mm²).
Alegerea tipului de înfășurare . În calcule le obișnuite de proiectare, tipul de înfășurare se alege
funcție de cerințele de exploatare, de modul de realizare tehnologică în producție, funcție de puterea
aparentă nominală și de tensiune.
Din anexa 7.1. ( A.Nicolaide ) Ma șini electrice, construcț ie, exploatare, proiectare.

51
– pentru tensiuni secundare până la 1kV și puteri aparente nominale mai mici decât 1600kVA
secundarul se ex ecută cu înfășurare cilindrică;
– pentru înfășurarea de înaltă tensiune având tensiuni cuprinse între 6 -20kV și pentru puteri
nominale cuprinse între 100 – 1600kVA, se recomandă înfășurări stratificate sau secționate, în
galeți(inalta tensiune – stratificata si pentru se cundar – infasurare cilindrica.
Determinarea preliminară a dimensiunilor înfășurărilor . Calculul începe adoptâ nd
preliminar o valoarea medie a păturii de curent, notată cu A[Asp/cm]. Ea se adoptă funcție de puterea
aparentă nominală a transformatorului și de valoarea nominală a tensiunii nominale a infasurarii de
înalta tensiune. Adoptam preliminar din anexa 4, t abelul A.4.1, patura de curent, A, egal cu
250Aspira/cm, (pentru Sn=125kVA și Ul1=10kV valoarea medie a pături i de curent este A=
250Asp/cm).
Cu aceasta valoare se poate calcula înălțimea orientativa a bobinelor infasurarilor:
mm cmA umSh
ewn
b 5,314 45,3125030,5310 1253
 

Deoar ece izolația conductoarelor impusa prin tema, este corespunzatoare clasei A, rezulta ca
spirele sunt izolate cu hârtie.
Grosimea izolației conductoarelor se adoptă din tabele in funcție de tipul conductorului.
In cazul conductorului rotund izolatia se aleg e in funcție de diametrul conductorului astfel:
d[mm] 0,5……..1 1………..1,5 1,5………2,5 2,5……….3,5
δiz [mm] 0,2……..0,25 0,25 0,25…….0,3 0,3……….0,35

mm d d d diz iz iz iz 05.2 75,23,01 1 1 1 1   

Alegem δiz=0,3mm (2·3 benzi de 0,05mm)
În cazul in care conductorul are sectiunea drepunghiulara grosimea izolatiei se stabileste in
funcție de aria sectiunii:
SCu2= 49,2 mm²
Se alege in funcție de grosimea conductorului astfel:
Aria sectiunii[mm²] 30………..40 40…………50 50………….60 60………….80
δiz [mm] 0,7 0,8 0,8…………0,9 0,9…………1

Scu2= [ 40,50]
δiz2 = 0,8 mm;

52
Izolatia cu hartie a conductorului se face cu banda de hartie de grosime standar dizata:
0,05mm; 0,08mm; 0,22mm.
Determi narea număr ului de spire/strat. Calculul infasurarilor se pornește de la înfășurarea
de joasă tensiune, care are un număr mic de conductoare pe strat si de dimensiuni mai mari. Cu hb
orientativ ales se determină numărul de conductoare pe un strat. Se rotun jește la număr întreg valoarea
obținută și se alege în mod convenabil numărul de conductoare pe strat și numărul de straturi astfel
încât pe cât posibil bobina de joasă tensiune să aibă același număr de spire pe strat și în plus acesta să
nu aibă mai mult de trei straturi.
În cazul inf ășură rii de joas ă tensiune pentru care s -a adoptat infasurare cilindrica, număr ul de
straturi poate fi 2 sau 3. În cazul î n care se adoptă 3 straturi, intre stratul 2 si stratul 3, sau intre stratul
1 si 2 se prevede canalul de racire, astfel incat cel putin o latura a conductorul ui sa fie in contact cu
uleiul.
Număr ul de sprie pe strat va fi acelasi pentru toate straturile. Alegand un număr de straturi
ns2,se poate determina numărul de spire pe strat,ws2 :
ns2 = 3
w2 =66 spir e
ws2 = w2/ ns2 = 66/3 =22spire/strat
Rezultă un număr de 22 spire pe un strat (numărul total de spire pentru bobina de joa să tensiune
fiind de 66 spire).
Avand hb, si număr ul de spire/strat se poate determina inal timea conductorului izolat,biz,: biz
= hb/ws2 = 314,5/18 = 14,3 mm
Din tabel se determina grosimea izolatiei bilaterale p entru bobina de j.t. δiz2=0,8mm
b = biz – δiz2 = 14,3 – 0,8 = 13.5 mm.
Penrtu secțiunea aleasa se alege un conductor dreptunghiu lar avand următori parametri :
a = 4,5 mm iar pentru înfășurarea de joasă tensiune conductoare
b = 11,2 mm
SCu2 =49,5 mm2.
Se calcul ează:
biz=b+ δiz2=11,2+0,8=12mm
aiz=a+ δiz2=4,5+0,8=5,3mm
Având conductorul astfel ales se recalcul ează
2J:

53

78,25,4946,137
22
2 
cuf
SIJ
2mmA
se recalcul ează biz si aiz, se definitiv ează inaltimea bobinei ( hb2 = ws2∙ biz) si se calcul ează
grosimea b obinei de joasa tensiune (b2 ):
hb2 – inaltimea bobinei de j.t.
hb2 =biz·ws2=12·22 = 264 mm
b2 – grosimea bobin ei de j.t.,daca avem 3 straturi:
b2 = ns 2 ∙ aiz + δc2 +( 0…2) [mm]
b2 = 3∙5,3 + 5 + 1,1 =22 mm
unde: nS2 este numărul de straturi al înfășurării de joasă tensiune, aiz este lățimea
conductorului izolat, iar δc2 este lățimea cana lului de răcire(adoptat 5 mm).
La această valoare se poate adăuga (0…2)mm care ține seama de tehnologia de realizare.
Dacă se lucrează cu conductoare în paralel sau numărul de straturi este trei se impune
intercalarea unui canal de răcire longitudinal. Grosimea lui se adoptă d in tabel, dimensiunile lui
depinzând de înălțimea bobinei, astfel dacă inaltimea ei este mai mică de 50cm,valoarea lui 𝛿c2jt este
(0,4…0,6) cm (dimensiunea minimă), iar dacă este între 50cm și 200cm se alege 𝛿c2 intre(0,6÷0,7)cm.
Conform cu cele spuse m ai sus se va realiza un can al de răcire de grosime δc=5mm.
După dimensionarea orientativă a înfășurării de joasă tensiune se procedează la dimensionarea
înfășurării de înaltă tensiune. Vom considera ca aceasta trebuie aibă aceeași înălțime cu înfășurarea
de joasă tensiune.
mm h hb b 2642 1

ws1 = număr ul de spire / strat la infasurarea de I.T.
ws1=
12805,2264
11


izb
dh
partea intr eagă a înfășurării;
ws1=128 nr. spire/strat;
Se determină numărul de straturi al infasura rii de I.T (rotunjit superio r):
1
11
1

sswwn
=
91811281088

Straturi : ns1 = 9 straturi;

54

6412810881088
11
1 


sspiwww wspire.
De aici rezultă imediat că bobina de înaltă tensiune va avea 8 straturi complete, fiecare strat
având 128 spire iar al 9 -lea strat va fi inco mple t și va avea 64 de spire.
Înfășurarea adoptată pentru I.T., fiind una stratificată este necesar să se stabileasca grosimea
izolației dintre straturi, aceasta facandu -se in funcție funcție de tehnologia de bobinare și de tensiunea
dintre straturi astfe l: US = 2∙ ws1 ∙ uew = 2∙128·5,30 =1356,8 V

][VUs <1000V 1000 -2000 2000 -3000 3000 -3500
izs
2 ∙ 0,12 3 ∙ 0,12 4 ∙ 0,12 5 ∙ 0,12
izs
– [mm](izolatia intre straturi) – se alege din tabel funcți e de tensiune dintre straturi și modul
de utilizare al,înfășurărilor :
izs
=3 ∙ 0,12=0,36 mm
Izolația de hârtie între staturi se realizează cu benzi de hârtie de 12mm astfel: pentru tensiunea
pe strat mai mică de 1000V numărul de benzi es te 2, pentru tensiuni între 1000V și 2000V numărul
de benzi este 3 (cazul proiectului de față) iar pentru tensiuni cuprinse între 2000V și 3000V numărul
de benzi este 4.
Pentru răcirea eficientă a bobinei de înaltă tensiune se adoptă un canal de ră cire a cărui grosime
δc = 4…6 mm.
Se poate determina, grosi mea bobinei de înaltă tensiune:
mm mm n dnbc izs s iz s 28 67,1536,0)19(05,29][)2…0( )1 (1 1 1 1 1   

În care: produsul: ns1·d1iz – reprezintă grosimea conductoarelor; produsul: (ns1 -1)·δizs –
reprezintă grosimea izolației; δc1 este lățimea c analului de răcire, adoptat 5mm.
Inaltimea bobinei de i.t. :
mm dw hiz s b 4,262 05,2 1281 1 1 

4.2.3. Calculul parametrilor de scurtcircuit și definitivarea soluției alese pentru înfășurări

Pierderi în înfășurări. Pierderile în înfășurările a caror izolație este i n clasa A se calculează
ținând cont de rezistivitatea conductorului la temperatura de 75șC.

55

Figura 22. Tolele transformatorului.
Notăm:
D = diame trul coloanei trnsformatorului;
Dmj = diametr ul mediu al infasurarii de j,t;
Dmi = diamet rul mediu al unei spire de I.T;
Grosimile izola ției: δmj; δji; δii, se iau din tabele in funcție de Un ale infasurarilor.
Pentru i.t.:
δii =15 mm
δji =8 mm
Sim =30 mm
Pentru j.t.:
δmj =6mm
Diametru l mediu al infasurarii de j.t.:
Dmj = D2 = D + 2δm j + b2
D = 150 mm
Dmj = 150 + 2∙6 +22 = 184 mm
Dmi = D1 = D2 + b2 + 2δji + b2
Dmi = 184 +22 + 2 ∙ 8 +28 = 250 mm
Calculul lungimii medie a unei spire pentru :
I.T. – lw1 = π∙D1=π∙250 =785,40 mm
j. t. – lw2 = π∙ D2=π∙184 =578,05 mm
Calculul masei înfășurări lor de I.T.:
kg m w Sl GCu cu w Cu 995,543 8920 1088 10 405,2 1040,7856 3
1 1 1 1  

56
Calculu l masei infasurarilor de j.t.
kg m w Sl GCu cu w Cu 536,503 892066 105,49 1005,5786 3
2 2 2 2  

În care: γCu = 8920 kg/m3 este densitate cuprului, iar m este numărul de faze(3).
Calculul pierderilor principale în î nfășurări care vor fi egale cu
W G J I Rm PCu Cu f cu Cu 89, 1187 995,5434,2 4,22
12
12
1 1 10 

W G J I Rm PCu Cu f Cu Cu 35,937 536,50 78,24,2 4,22
22
22
2 2 20 

Relații în care J s -a înlocuit în A/mm2 și Gcu în kg pentru a obține pierderile în W.
Pierderile totale în înfășurari se calcul ează majorand pierderile principele,cu coeficientul de
corectie astfel :
pentru I .T.:
10 1 1 Cu r Cu Pk P ;
pentru j. t. :
20 2 2 Cu r Cu Pk P ;
În care kS1 și kS2 sunt coeficienți ce tin cont de pierderile suplimentare in infasurari, în funcție
de modul de dispunere a conductoarelor acestora.
Pentru calculul coeficientilor ks2,se fac urmatoarele not ații:
m – numărul straturilor de conductoare în direcție perpendiculară pe liniile câmpului magnetic
de scăpări ;
p – numărul de conductoare în direcție paralelă cu linile câmpului magnetic de scăpări ;
h – dimensiunea conductoarelor făr ă izolație,in metri, în direcție perpendiculară pe liniile
câmpului magnetic de scăpari ;
b – dimensiuinea conductoarelor fără izolație în direcție paralelă cu liniile câmpului magnetic
de scăpări ;
hb – dimensiunea bobinei in directia paralela cu liniile c ampului magnetic de scapari (hb1,
hb2);
kR – coeficientul Rogowski;
kR – coeficientul Rogowski:
bij
Rhbbk2 11

Cu aceste not ații se calcul ează coeficientii kr1 si kr2 astfel:
Pentru infasurarea de j.t.:
42
2
292,01 mkr

57
Pentru infasurar ea de I.T.:
42
1
125,152,01 mkr
;

R
bkhbpfh50
21005,1

PCu = P Cu1 + PCu2 ≤ Psc + 10% ∙ Psc
Calculul:
93,010 2641022 1028 1081 133 3 3
2 1  
 
bij
Rhbbk

R
bKhbp
50f h
40.010 264102,1122
5050
1005,1105,4
33
23



025,1 40.092,03142
2 rk

015,1 40,025,152,03142
1 rk

W P P PW k P PW k P P
Cu Cu Cur Cu Cur Cu Cu
49, 2166 78,96071, 120578,960 025.135,93771, 1205 015,189, 1187
2 12 20 21 10 1


Verificând încadrarea pierderilor în înfășurări:
PCu = PCu1 + PCu2 ≤ Psc + 10% ∙ Psc.
Psc = 2100W
PCu < 2100 + 210W =2310 W
2166,49 < 2310
Se consta tă ca pierderile in infasurari se incadr ează in cele impuse prin temă..
Determi narea tensiunii de scurtcircuit. Tensiunea de scurtcircuit are două componente :
una activă; una reactivă .
Componenta activă;
 [%]100 %
ncu
kaSPu
=
73.1 10010 12549, 2166
3 %
Componenta reactivă a tensiunii de scurtcircuit pentru transformator cu înfăș urari concentrice
are urmatoarea expresia :

58

[%]1002'
1 1 0R
ew bw f
kr kuhlIwfu 
0
permeabilitatea magnetică a vidului :
mmA/ 1047
0

wl
lungimea medie a spirelor înfășurărilor
22 1 w w
wlll
=
mm73,681205,578 40,785
,
canalul echivalent de scăpări :
32 1 ' bb
ji
=
m mm31067,24 67,24322 288 
În care cu δji (8 mm) s -a notat distanța între joasă și înaltă tensiune.
Dacă înfășurările de joasă și înaltă tensiune au aproximativ aceeași înălțime, tensiunea de
scurtcircuit este :
 % %2 2
kr ka k u u u  ± 10 %
Dacă valoarea obținută nu se încadrează în limitele impuse prin temă
 10% se procedează la
modificarea construcției până la valoarea impusă prin temă .O tensiune de scurtcircuit mică înseamnă
înfășurare prea înaltă ,în timp ce o tensiune prea mare înseamnă o înfășurare prea scurtă.
%54,3 10093,030,5 102641067,24 1073,68122,7 108850 10 4 2
33 3 7
  
kru

%94,3 54,3 73,12 2ku

uk = 3,94 % se incadr ează in limita impusa prin tema – ± 10%.
4.2.4. Dimensionarea c ircuitului magnetic

Figura 23. Dimensiunile circuitului magnetic.
lc = lungimea medie a coloanei;
lj = lungimea medie a jugului;

59
𝛿ii = distanta de izolare dintre cele doua bobine;
hj = inaltimea jugului;
l0 = di stanta dintre ax ele coloanelor;
Distanța între axele coloanelor „ l0” :
mm b b lii ji mj C 127 15)288 226(2 ) (21 2   

mm DllC 277 150 1270 

l0 a fost determinat tinând cont de dimensiunile bobinelor determinate în calculele anterioare
(b1, b2) și de distanțele de izolare între diversele elem ente de circuit ce se gasesc in fereastra
transformatorului.
Lungimea medie a unei coloane : Din considerente de reducere a pierderilor în fier, de obicei
geometria secțiunii jugului se adoptă astfel încât inducția în jug să fie mai mică decât inducția în
coloană. Această reducere a inducției în jug se obține prin creșterea secțiunii jugului.Cresterea
sectiunii jugului se realizează prin reducerea numărului de trepte in comparatie cu cel al coloanei.
Aceasta reducere se obtine prin uniformizarea ul timelor trepte ale coloanelor.
hC = Hf+hj
Inaltimea ferestrei se stabileste in funcție de inaltimea bobinei la care se adauga distanta de
izolare stabilita prin standard.
mm h S h hj im b C 4,466 144302 104,262 23
1 

Masa coloanelor. Pentru determinarea masei coloanelor (Gc ) se tine cont de densitatea fierului :
γFe=7650 kg/m3
mm h S GFe c FeC c 175,165 7650 104,466 1033, 154313 33 6 

Gc = 165,175 kg.
Dimensionarea jugului: După adoptarea număr ului de trepte a jugului (4tr) se va determina
sectiunea geometrica a jugului(Sgj)

4
12
kkj kj gj ba S


4
13
kkj kj gj ba S
=
21, 17257)5,24956,1211665,1313321 144(2 mm

mm bbb bj 5,246,54,85,106 5 4 4 
Se calcul ează sectiunea fierului pe care o are jugul:
gj Fe Fej Sk S
; unde :
95,0Fek

60

225, 163941, 1725795,0 mm SFej 
Lungimea medie a jugului :
lj = l0 = 277 mm
Calculul inducției in jug
Neglijâ nd fluxul omogen de scapari se considera ca fluxul din coloana este egal cu cel din jug.
Bc∙ SFeC = Bj∙S fej

FejFec
c jSSB B
T46,125, 1639433, 1543155,1  

Calculul masei jugului :
Fe j Fe j l S4 G 
= 4∙16394,25·10 -6∙277·10 -3∙7650 = 138,961 kg
4.2.5. Calculul parametrilor de funcționare în gol

După stabilirea provizorie a dimensiunilor circuitului magnetic trebuie să se verifice dacă
pierderile în fier și curentul de mers în gol corespund cu v alorile date prin temă.
Calculul pierderilor în fier . Pierderile în fier sunt aproximativ egale cu puterea absorbită de
transformator la încercarea în gol.Ele se calculează cu următoarea relație :
 j j c c Sm Fe Gp Gpk P 
[W ]
Relație în care kSm , es te un factor care ține cont de pierderi le suplimentare datorate îmbină rilor
la colțuri unde liniile de câmp magnetic nu sunt paralele cu direcția laminării ci fac un unghi oarecare;
ksm[1,07…………1,15], funcție de calitatea tablei aleasa. Pentru tabl a impusa prin tema: ksm
[1,08…..1,02].
pc, pj reprezintă pierderile specifice în coloană respectiv în jug.Ele se aleg din tabelul cu
pierderi specifice in material, considerate, pierderi determinate de inductia magnetica.
Gc si Gj reprezintă masa col oanelor, respectiv a jugurilor;
Daca pierderile astfel calculate sunt mari ,pentru reducerea lor se proced ează la scaderea
inducție i in jug,prin cresterea ariei acestuia.
Dacă pierderile sunt prea mici și nu sunt semnalate erori de calcul atunci s -a lucrat cu inducții
în coloană respectiv în jug mai mici decât cele recomandate în etapa 3 respectiv etapa 5.
Pierderile în fier prea mici au ca rezultat au creșterea masei și a prețului transformatorului.
Având calculate cele două inducții (în coloana și în jug ) se trece la alegerea din tabele a
pierderilor specifice în coloană și în jug:

61
Bc =1,55T
pc = 1,145 W/kg;
Bj =1,45T
pj = 0,976 W/kg;
Obținându -se astfel pierderile în fier:
  W Gp Gpk Pj j c c Sm Fe 373)961,138 960.0 175,165 145,1(15,1  

Calculul cure ntului de mers în gol. Curentul de mers în gol are două componente:
Componenta activă:
%298,0 100101253731003 0 
nFe
aSPi

Componenta reactivă care se datorează magnetizării fierului:
%1001
0 


ni
kuk k uj j uc c
rSpS pG pG
i

În care: – puc, puj reprezintă puterile specifice de magnetizare a coloanei și a ju gului care se
adoptă din tabele funcție de inducția în coloană respectiv în jug;
puk este puterea specifică de magnetizare în colțul k al îmbinării; unitatea de masura pentru
acestea este:[VA/kg ]
Sk este aria de fier a îmbinarea k;
i este număr ul de imb inari;
puk se ia din tabel corespunzator cu inductia magnetica inimbinarea respectiva;
Modul de imbinare este urmatorul:
Se vor calcula inducțiile și secțiunile pentru fiecare îmbinare:
pentru k = 1…4 secțiunea în îmbinare va fi:
26
4,3,2,1 20, 21823707,01033, 15431
45cosmmSSFe
Fe 

iar inductia va fi:
Bc∙SFe = Bk∙
45cosFeBS ;
Bk = Bc ∙ cos45° = 1,55 ∙ cos45° = 1,10 T
Pentru k = 5 si 6:
Sk = SFej , iar Bk = Bj

62

2
6,5 25, 16394 mm S SFej
iar:
Bk = Bj = 1,46T
pentru k = 7:
Sk = SFec = 15431,33 mm²
iar:
Bk = Bc = 1,55T
Cu ac este secțiuni și inducții calculate se aleg din tabele puterile specifice de magnetizare a
coloanei, jugului și a celor din îmbinările colț, astfel:
2 4,3,2,1 2 )6,5( 2 )7( 220,0 , 720,1 , 350,2cmVApcmVApcmVApu uj uc   

Obținându -se astfel o valoare a curentului de mers în gol, componentă reactivă, eg ală cu:
%1001
0 


ni
kuk k uj j uc c
rSpS pG pG
i

În care:
   
   
)10 350,233, 15431()10 720,125, 16394(2)10 220,020, 21823(4 ) (2) (4
2 2 217
1)7( 7 )6,5( 6,5 4..1 4..1n
k kuc Fe uj Fe u Fe uk Fek uk Fek p S p S p S p S p S

=1118,64 VA
kgVA pkgVA puj uc / 230,1 ;/ 640,1  

ri0
%248,1 10010 12564, 1118 230,1961,138 640,1 175,165
3
Valoarea curentului de mers în gol va fi:
%28,1 248,1 298,02 2 2
02
0 0  r aii i

4.3. Calculul caracteristic ilor de funcționare

În aceasta faza a proiectarii se poate predetermina prin calcul caracteristicile de funcționare
ale transformatorului si anume:
1) caracteristicile externe
2) caracteristicile randamentului

63
Caracteristica externă. În practică se utilize ază caracteristica variației tensiunii secundare în
procente, in funcție de valoarea relativă a curentului β ,atunci când tensiunea primară U1 și factorul
de putere al sarcinii sunt constante.
Relația de calcul pentru caracteristica externa ,a tensiunii, în procente ,funcție de factorul de
încărcare este:
2
2 22
2 2 2 ) sin cos (200) sin cos (    ka kr kr ka u u u u u

Calculul se va face pentru : β ={0;0,2;0,4;0,6;0,8;1}.

1 cos

β cosφ=1 cosφ=0,707ind cosφ=0,707 cap
u2 [%] u2 [%] u2 [%]
0 0 0 0
0,2 0,349 0,746 -0,252
0,4 0,702 1,492 -0,496
0,6 1,061 2,240 -0,732
0,8 1,424 2,988 -0,961
1,0 1,793 3,737 -1,181

Caracteristica randamentului .
Se determină cu relatia:
Fe cu nn
P P SS
2
22
coscos

00,3490,7021,0611,4241,793
00,7461,4922,242,9883,737
0-0,252-0,496-0,732-0,961-1,181Tensiunea secundara
Factorul de incarcareCaracteristica externa
U2 rezistiv
U2 inductiv
U2 capacitiv
inductiv707,0 cos2
capacitiv707,0 cos2

64
Se vor l ua pentru β valori din mulțimea {0;0,2;0,4;0,6;0,8;1} iar car acteristica se va trasa
pentru:
1) cosφ2=1
2) cosφ2=0,707 (inductiv)
3) cosφ2=0,707 (capacitiv)
β cosφ=1 cosφ=0.707ind,cap
η η
0 0 0
0,2 0,982 0,975
0,4 0,986 0,980
0,6 0,985 0,978
0,8 0,983 0,976
1,0 0,980 0,972

Calculul încălzirii. Dimensionarea cuvei și radiatoarelor de răcire . Valorile admisibile ale
încălzirilor diferitelor părți componente ale transformatorului sunt stabil ite în STAS 1703 în
condițiile: altitudinea locului d e montaj la cel puțin 1000m deasup ra nivelului mării; în cazul răcirii
cu aer, temperatura nu va depășii +40°C și nu va scădea sub -40°C.
La funcționarea normală încălzirile, maxime, admisibile p entru clasa de izolație A sunt:
încăl zirea uleiului – θuamax = 60°C; încălzirea medie a înfășurărilor – θimax = 65°C; încălzirea
maximă a miezului de oțel și alte părți metalice nu trebuie sa deterioreze materialele învecinate.
Scopul calculului incalzirii:
se vor face urmatoarele notații:
θi – căderea de temperatură în înfășurare;
θu – căderea de temperatură la suprafață a înfășurării;
θub- căderea de temperatură la suprafața de contact între ulei și peretele cuvei; 00,20,40,60,811,21,4
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2RandamentFactorul de incarcareCaracteristica randamentului
Randament rezistiv Randament inductiv
Randament capacitiv Linear (Randament rezistiv)

65
θba- căderea de temperatură la suprafața de contact între peretele cuvei și aer.
Căderea de temperatură în bobinele cu mai multe straturi este dată de relația:
ii
diKK dn
KJ1 1 12
12
1
1

Pentru înaltă tensiune iar pentru joasă tensiune:
ii
diKK dn
KJ2 2 22
22
2
2

În care s -a notat cu: J1, J2 este densitatea de curent în A/m2 pentru înfășurarea de în altă ten siune
respectiv joasă tensiune; n1, n2 este numărul de straturi pentru înaltă tensiune respectiv joasă tensiune
și care s -a luat, pentru bobine un canal de răcire vertical, cel mai mare număr de straturi între canalul
de răcire și margine,luându -se valoarea cea mai mare (n1=5, n2=2); d1, d2 este dimensiunea
transversală a conductoarelor pentru înaltă tensiune (diametrul conductorului de secțiune rotundă),
respectiv joasă tensiune (lățimea conductorului de secțiune dreptunghiulară) și care s -a luat î n me tri
(d1=0,00175m; d2=0,0045m); Δi1, Δi2 este grosimea izolației bilaterale pentru înaltă tensiune
(Δi1=0,3mm), respectiv pen tru joasă tensiune (Δi2=0,8mm); Ki – coeficientul de cedare al căldurii :
Ki ≈ 0,15W/m°C.
Kj este coeficientul de ecranare a sup rafeței bobinei și care s -a luat:
1,1 pentru înfășurarea interioară (joasă tensiune);
1 pentru înfășurarea exterioară (înaltă tensiune);
Kd = 8 pentru bobine cu conductor de secțiune rotundă;
Kd =12 pentru conductoare de secțiune dreptunghiulară;
ρ = 2,2· 10-8 Ω·m este rezistivitatea cuprului la 75°C;
CKK dn
KJ
ii
di17,215,01 103,075,15
8102,2 1036 2 826
1 1 12
12
1
1  

CKK dn
KJ
ii
di36,115,01,1 0008,0 0045,02
12102,2 1078,22 826
2 2 22
22
2
2 

In calculul număr ului de straturi „n” se va tine cont de canalul de racire si se face calculul pentru
acea portiune a infasurarii care are mai multe straturi.
Încălzirea la suprafața înfășurării (θu) se calculează, de obicei, cu relația empirică:

C Wu38,26 51, 195028,0 28,06,0 6,0
1 1  

66
Forma valabila pentru infasurarea cu canale de racire verticale la înaltă tensi une, iar pentru
joasă tensiune:
C Wu57,27 08, 209928,0 28,06,0 6,0
2 2  

Unde cu W1 și W2 s -a notat sarcinile calorice specifice definite ca raportul intre putrea disipata
si suprafata de cedatre a caldurii prin suprafata bobinei, determinate cu relațiile:
2
11
1 51, 19506183,01206
mW
SPW
cCu

2
22
2 08, 20994578,0961
mW
SPW
cCu

Sarcini în expresia cărora apar pierderile în cupr u pentru cele două înfășurări și suprafața de
cedare a căldurii (SC1, SC2).
Suprafeța de cedare a căldurii (Sc) este:
Sc = Sg∙Ke
Unde:
Sg = suprafata geometrica de cedare a caldurii;
Ke = coeficientul de ecranare;
Ke =0,75
In cazul bobinelor fara canal de racire suprafata geometrica de cedare a caldurii : .
Sg1 = 2∙π∙D1∙hb1
Sg2 = 2∙π∙D2∙hb2
Unde : D1 si D2 reprezinta diametrul mediu al infasurarii de I.T., respectiv J.T.,iar hb1; hb2 =
inaltime a infasurarilor de I.T. si J.T.
2
1 1 6183,0 8244,075,0 m SK Sc e c 

2
2 2 4578,0 6104,075,0 m SK Sc e c 

In cazul infasurarilor care au canal de ra cire vertical:
2 3 3
1 1 1 8244,0 104,262 10250 4 4 m hD Sb g   

2 3 3
2 2 2 6104,0 10264 10184 4 4 m hD Sb g   

Calculul separat al căderii de temperatură dintre ulei și peret ele cuvei (θub) și respectiv între
peretele cuvei și aer (θua) este destul de complex și nu suficient de sigur, motiv pentru care, în
calculele practice, se determină căderea de temperatură între ulei și aer (θua), cu formula
aproximativă:

67

C Wb ua 262,08,0
Unde Wb este sarcina calorică specifică pe suprafața de răcire a cuvei, țevilor și radiatoarelor,
definită de relația:

2 05,1
mW
SPW
efb

unde:
Sef – este suprafața efectivă de răcire a cuvei, țevilor și radiatoarelor [m2].
ΣP – reprezintă suma pierderilor din transformator [W] .
În faza aceasta de proiectare căderea de temperatură între ulei și aer nu se poate calcula deoarece
nu se cunoaște suprafața de răcire a cuvei, dimensiunile ei nefiind stabilite,de ace -ea in acest moment
se dimensionează cuva transformatorului din considerente de rigiditate dielectrică., astfel:
Distanțele de izolare dintre infasurarilor transformatorului și cuvă sunt date în tabele în funcție
de tensiunea de lucru a înfășurării, (distanțe minime):
Tensiunea d e lucru a înfășurării [kV] 6 10 15 20
Distanța de la peretele cuvei până la înfășurare, pe parte unde se
dispun legăturile [cm] 3…5 4…6 7…9 10…12
Distanța de la înfășurare până la peretele cuvei, pe partea unde nu
se scot legături [cm] 3 3 5 7

Pe baza acestor date se poate calcula dimensiunile capacului cuvei, L – lungimea , l -latimea și
H – înălțimea cuvei:

68

mm Dlmm b D Dmm Dl L
extextext
398 602 278 602278 28 250832 278 2772 2
11 1 11 0

mm hHm 731 602 537 602 

Se vor adopta dimensiunile:
mm H mm l mm Lb b b 800 ; 550 ; 1100   

Dimensiunile cuvei se rotunjesc la un număr intreg sau o zecimala.
Pentru ca înfășurarea cea mai încălzită să nu depășească temperatura admisibilă este necesar
ca valoarea medie a căderii de temperatură între ulei și aer să nu fie mai mare decât:
θiamax -θu-θi:
Ci u ia ua07,36 36,157,27 652 2 m ax  

Pentru a realiza această condiție este necesar ca fluxul mediu de temperatură pe suprafața
efectivă de răcire a cuvei să fie:

2656,558,471254005,1 05,1 05,1mWPSSPW
bef
efb 
28,01
8,01
/ 58,471262,007,36
262,0mW Wua
b 





Din aceasta conditie rezultă suprafata efectiva de racire minima a cuvei impreuna cu tevi sau
radiatoare:
Suprafața efectivă de răcire se compune din suprafața efectivă a capacului (Scef); suprafața
efectivă laterală a cuvei (Sbef) și suprafața radiatoarelor și a țevilor (Sref).
2 6m 2,363 10 16502 800895,0 
b b r bef PHK S

În care: 0,75 este un coeficient ce ține seama de ecranare
Sc este aria geometrică a capacului .
kr=0,895 – este coeficientul de ecranare datorat țevilor, a căror prezență îngreunează evacuarea
căldurii direct de pe peretele cuvei. El depinzând de numărul de rânduri de țevi, de pasul 75 mm și
de diametrul lor si se adopta din tabele; Hb este înălțimea cuvei.
2454,01,155,075,0 75,0 75,0 m lL S Sb b c cef 

Se poate determina astfel suprafata minima a tevilor sau radiatoarelor:
2839,2 363,2 454,0 656,5 m S S S Sbef cef ef ref 

Sr = aria geometrica a radiatorului;

69
Sr = nt ∙ At
mm Dmm lmm Rmm l
51480110110
21


Se stabilește forma țevei :

Aria unei tevi este:
2 6
2 1 1675,0 10)110 480 1102(51 ) 2( m R ll D At   

tevikASn
r tref
t 94,18895,0 1675,0839,2
Se va adopta un număr de nt=20 tevi. In aceasta situatie suprafata efectiva a tevilor va fi:
2998,2 1675,0 895,020 m Akn St r t ref 

Suprafata efectiva va fi:
2815,5 998,2 363,2 454,0 m S S S Sref bef cef ef 

C WmWSPW
o
b uaefb
28,35 64,458 262,0 262,0/ 64,458815,5254005,1 05,1
8,0 8,02
 


Se verifica indeplinirea conditiei pentru incalzirea infasurarilor:
C Co o
ua u i ia 65 21,64 28,3557,2736,12 2   

Pentru a verifica cerintele impuse pentru incalzirea uleiului in straturile superioare se
considera
34,42 28,352,1 2,1sup ua u  oC < 60oC

70
Volumului conservatorului de ulei:
kg G G mkg G G m
Cu Cu Cuj c Fe
531,105 536,50 995,54136,304 961,138 175,165
2 1 

γFe=7650 kg/m3 si γCu=8920 kg/m3

Aproximam volumul conservatorului de ulei la 0,03460 m3
Se va adopta distanța între roț i e=380 mm
Se aleg izolatori de trece re pentru JT tip ITie 1,2/250 iar pentru IT de tip ITe 7,2 -i 12/250.

 303460,08930105,531
7650136,3048,055,01,108.0) (08.0
mm mHlL V
CuCu
FeFe
b b b Cons



 






 

71
CAPITOLUL V. ANALIZA EFICIENȚEI ECONOMICE

5.1. Rezultatele calculului pentru componenta pasivă (transformator)

Datele obținute în capitolul 4 al lucrării sunt rezumate în tabel.

Tabelul 5.1. Rezultatele calculului pentru componenta pasivă (transformator)
Numele valorii calculate Rezultat
Putere totală ΣPz = 68 V ∙ A
Nucleu magnetic SHL 16×12
Valoarea inducției în miez Vm = 1,32Tl
EMF indus într -o sing ură rundă E = 0,1465 V
Pierderi de oțel Pst = 1.798 W
Component de curent activ la tensiunea maximă de alimentare Ioa = 0,026A
Putere totală de magnetizare Corn = 14,4 W
Componenta curentului reactiv Iog = 1,45 A
Valoarea curentă absolută și relativă I0 = 1.458 A
Valoarea densității curentului în fire Spr1 = 2,72 mm2
Numărul de rotații într -un singur strat Spr2 = 0,43 mm2
Numărul de straturi ale fiecărei înfășurări Spr3 = 0,071 mm2
Grosimea radială a fiecărei înfășurări Spr4 = 0,028 m m2
Grosimea totală a înfășurării radiale Nsl1 = 64 vit
Decalajul dintre bobină și miez Nsl2 = 95 vit
Pierderi la fiecare înfășurare Nsl3 = 140 vit
Pierderi totale în bobine de cupru Nsl4 = 140 vit
Temperatura medie a supraîncălzirii înfășurărilor nsl1 = 1 strat
Temperatura de înfășurare a transformatorului nsl2 = 1 strat
Rezistență activă a fiecărei înfășurări nsl3 = 6 straturi
Eficiența transformatorului nsl4 = 11 straturi

Datele obținute îndeplinesc specificațiile tehnice.
Cel mai bun design al transformatorului a fost dezvoltat astfel: a fost format dintr -o bobină cu
înfășurări, care este purtat pe un miez de material magnetic, precum și diverse elemente care servesc
la fixarea transformatorului în CEA și la fixarea părților miezului.
Circuitul magnetic trebuie să fie realizat din materiale cu permeabilitate magnetică ridicată în
câmpuri magnetice alternante puternice. În lucrare, a fost selectat un circuit magnetic de tip SHL
16×12 din oțel E44 grosime de 0,2 mm.
Înfășurarea este realiza tă dintr -un fir de cupru PEV – 1, înfășurarea este obișnuită.
Montarea elementelor structurale. După ce s -a montat bobina cu circuitul magnetic, este necesar
să se fixeze părțile sale cu paranteze, astfel încât dimensiunea golului să nu se schimbe.

72
Trans formatorul este format dintr -una sau mai multe bobine inductive cu înfășurări care sunt
purtate pe miezul materialului magnetic, precum și din elemente care servesc la fixarea părților
miezului și la fixarea transformatorului în aparat.
Scopul circuitului magnetic este de a crea o cale închisă pentru fluxul magnetic, care are cea
mai mică rezistență magnetică posibilă. Prin urmare, circuitele magnetice ale transformatoarelor
trebuie să fie realizate din materiale cu permeabilitate ridicată în câmpuri magnet ice alternante
puternice. În lucrare a fost ales un circuit magnetic SHL 16×12.
În înfășurarea și miezul transformatorului, se observă pierderi de energie, ca urmare a cărora se
degajă căldură. În acest sens, transformatorul necesită răcire. Unele transfor matoare cu putere redusă
dau căldura în mediul înconjurător , în timp ce temperatura în stare constantă nu afectează funcționarea
transformatorului. Astfel de transformatoare sunt numite „uscate”, adică , cu răcire naturală. Dar la
capacități medii și mari, răcirea cu aer nu face față, în loc de aceasta, se folosește lichid, sau mai
degrabă ulei. În astfel de transformatoare, înfășurarea și circuitul magnetic sunt plasate într -un
rezervor cu ulei transformator, care îmbunătățește izolarea electrică a înfășură rilor de circuitul
magnetic și, în același timp, servește la răcirea lor. Uleiul primește căldură de la înfășurări și circuitul
magnetic și îl dă pereților rezervorului, din care se disipează căldura în mediu. În același timp, circulă
straturi de ulei cu o diferență de temperatură, ceea ce îmbunătățește transferul de căldură.
Transformatoarele cu o putere de până la 20 -30 kVA au suficientă răcire pentru un rezervor cu
pereți netezi, rezervoarele cu pereți ondulați sunt instalate la puteri mari. De asemenea , este necesar
să se țină cont de faptul că, în timpul încălzirii, uleiul tinde să crească în volum, prin urmare,
rezervoarele și conductele de evacuare sunt instalate în transformatoare de mare putere (dacă uleiul
fierbe, vor exista vapori care au nevoie de ieșire). În transformatoarele de putere mai mică, acestea
sunt limitate de faptul că uleiul nu este umplut până la capac.
Baza pe care este așezat și fixat firul de înfășurare al transformatorului se numește cadru.
Mărimea găurii din cadru ar trebui să fie luată cu 0,1 -0,2 mm mai mare decât dimensiunile părții
corespunzătoare a circuitului magnetic care intră în acest orificiu, iar lungimea cadrului ar trebui să
fie cu 0,5 -1 mm mai mică decât înălțimea ferestrei din circuitul magnetic. Aceasta oferă o in stalare
gratuită a cadrului pe circuitul magnetic. Grosimea pereților cadrului, în funcție de dimensiunea și
materialele utilizate, este de obicei de la 0,7 la 1,5 mm. În cazul nostru, am ales un cadru – un manșon,
deoarece transformatoarele în care cadrel e bobinei sunt realizate sub formă de mâneci au cele mai
bune caracteristici tehnologice, iar procesul de confecționare a mânecilor este mai bine mecanizat. În
plus, atunci când folosi m mânecile, este posibil să înfășur ăm un număr mare de bobine simultan î n
mașini bine reglate, ceea ce reduce, de asemenea, costurile de producție.

73
La fabricarea transformatoarelor pentru echipamente electronice, se utilizează în principal sârmă
izolată din cupru, deoarece cuprul are cea mai mică rezistență în comparație cu al te materiale
conductoare. Cele mai comune fire de cupru cu izolație emailată sunt PEM -1, PEM -2, PEV -1, PEV –
2 PETV, PEVTKL. Temperatura minima de lucru este de 600C. Fir ele de înfășurare sunt realizate cu
un diametru de 0,03 mm.
Așezarea sârmei pe bobină se realizează în două moduri: la întâmplare (căptușit) și în rânduri
obișnuite, se întoarce la rotire (înfășurare obișnuită).
Când utiliz ăm un manșon, lățimea izolației de capăt este de 1,2 -1,5 mm. În plus, pentru fiecare
rând succesiv, lățimea înfășurării t rebuie redusă în raport cu precedentul câte o rotație pentru a exclude
„alunecarea” virajelor extreme.
Montarea elementelor structurale. După asamblarea bobinei cu circuitul magnetic, este necesar
să se fixeze părțile sale separate, astfel încât în timpu l operațiunilor tehnologice și operației ulterioare
mișcarea lor reciprocă să nu se producă. În caz contrar, datorită aspectului sau modificării decalajului,
permeabilitatea magnetică se va schimba, ceea ce va duce la o creștere a curentului fără sarcină.
Circuitul magnetic poate fi fixat cu două paranteze. Pe brațul inferior sunt îndoite pentru fixarea
transformatorului.
Sigilarea transformatorului. Pentru a proteja transformatorul de umiditate, se impregnează
bobina cu lacuri izolante și compuși. Ca urmar e a impregnării, temperatura supraîncălzirii sârmei
scade, deoarece materialul impregnant umple golurile de aer între virajele serpentinei, ceea ce
îmbunătățește conductivitatea termică și promovează eliminarea mai intensă a căldurii pe suprafața
transform atorului. Lacurile și compușii folosiți pentru impregnare ar trebui să aibă o penetrare bună
și să nu distrugă izolarea firelor.
În practică, se utilizează un număr mare de materiale de impregnare, de exemplu, ca lac AF 17,
compusul D1. O peliculă subțire de lac format în timpul uscării nu este capabilă să protejeze fiabil
bobina de expunerea prelungită la umiditate ridicată.
Transformatoarele care sunt proiectate să funcționeze în condiții climatice dure, după asam blare,
se acoperă suplimentar smalț ul cu u n strat protector împotriva umidității, de la câteva zecimi până la
câțiva milimetri grosime, materialele utilizate pentru o astfel de protecție la suprafață trebuie să creeze
un strat monolitic cu o bună protecție la umiditate și trebuie să aibă, de aseme nea, o aderență fiabilă
la bobină și circuit ul magnetic. Când sunt expuse la temperaturi ridicate, aceste materiale nu trebuie
distruse. Folosit pe scară largă pentru protecția suprafeței emailului transformator pe bază de rășini
epoxidice cu umpluturi este de exemplu OEP4171.

74
Unul dintre principalele motive pentru care folosim tensiuni și curenți alternan tivi în casele
noastre și la locul de muncă este faptul că alimentările de curent alternativ pot fi generate cu ușurință
la o tensiune convenabilă, transformate (de unde și n umele transformatorului) în tensiuni mult mai
mari și apoi distribuite în toată țara folosind un rețea națională de stâlpi și cabluri pe distanțe foarte
mari.
Transformatorul de tensiune poate fi considerat mai degrabă ca o componentă. Un transformator
este, practic, un dispozitiv electric electromagnetic pasiv static (sau staționar) foarte simplu, care
funcționează pe principiul legii de inducție a lui Faraday, prin transformarea energiei electrice de la o
valoare la alta.
Transformatorul face acest lucru prin conectarea a două sau mai multe circuite electrice folosind
un circuit magnetic oscilant comun, produs de transformatorul în sine. Un transformator funcționează
pe principiile „inducției electromagnetice”, sub formă de inducție reciprocă.
Inducția rec iprocă este procesul prin care o bobină de sârmă induce magnetic o tensiune într -o
altă bobină situată în imediata apropiere a acesteia. Atunci putem spune că transformatoarele
funcționează în „domeniul magnetic”, iar transformatoarele își primesc numele d in faptul că
„transformă” o tensiune sau un nivel de curent în altul.
Transformatoarele sunt capabile să crească sau să scadă tensiunea și nivelurile de curent ale
alimentării lor, fără a -și modifica frecvența sau cantitatea de energie electrică transferat ă de la o
înfășurare l a alta prin circuitul magnetic.
Un transformator schimbă nivelul de tensiune (sau nivelul curent) al înfășurării sale de intrare
la o altă valoare a înfășurării sale de ieșire folosind un câmp magnetic. Un transformator este format
din două bobine izolate electric și funcționează pe principala „inducție reciprocă” a lui Faraday, în
care un EMF este indus în bobina secundară a transformatoarelor prin fluxul magnetic generat de
tensiunile și curenții care curg în înfășurarea primară a b obinei.
Atât înfășurările principale și secundare ale bobinei sunt înfășurate în jurul unui miez comun de
fier moale, realizat din laminări individuale pentru a reduce pierderile de curent și de putere.
Înfășurarea primară a transformatorului este conectat ă la sursa de curent alternativ care trebuie să fie
sinusoidală, în timp ce înfășurarea secundară furnizează energie electrică la sarcină. Acestea fiind
spuse, un transformator ar putea fi folosit în sens invers cu alimentarea conectată la înfășurarea
secundară, cu condiția respectării tensiunii și a curentului.

75
CAPITOLUL VI. SECURITATEA MUNCII

Protecția muncii este o problemă de stat, urmărind îmbunătățirea continuă a condițiilor de
muncă și înlăturarea cauzelor care pun în pericol viața și sănătatea oamenilor munci i în procesul de
producție. Protecția muncii are un rol însemnat în organizarea producției, creșterea productivității
muncii și întărirea disciplinei în producție.
S-au stabilit o serie de îndatoriri generale, între care:
– toții oamenii muncii trebuie să -și însușească normele de protecție a muncii și să le aplice cu
strictețe;
– trebuie să semnaleze toate defectele instalațiilor sau apariția de situații periculoase;
– să asigure buna funcționare a instalațiilor, uneltelor și încăperilor la care lucrează;
– să folosească în timpul lucrului echipamentul de protecție prevăzut în normativ, precum și
echipamentul de lucru;
– să cunoască măsurile de prim ajutor ce trebuie luate în caz de accidentări sau îmbolnăviri
profesionale;
– să respecte disciplina la locul de muncă, evitând orice acțiune ar duce la accidentări sau
pericole;
– conducerile întreprinderilor trebuie să asigure aplicarea măsurilor de protecție a muncii pentru
toți angajații lor, inclusiv pentru studenți, elevi și ucenicii aflați în practica de producție;
– conducerile întreprinderilor stabilesc instrucțiuni proprii de protecție a muncii, extrase din
normele departamentale și completate cu măsuri suplimentare de protecție, corespunzând
specificului locului de muncă.
Astfel, pentru lucrul în centrele autonome, stațiile de frecvență atelierele de reparații și altele
cu specific apropiat, se stabilesc între altele:
– interzicerea depozitării diferitelor aparate și materiale pe culoarele de trecere sau între
echipamente;
– verificarea periodică a punerii la pământ a e chipamentelor și protecția contra supratensiunilor
și supracurenților (protectoare și bobine termice);
– nu se admit în electroalimentarea echipamentelor improvizații sau fire înnădite, dezizolate etc.
– spălarea pieselor și contactelor se face numai cu alcool , păstrat în bidoane mici din tablă;
– ciocanele de lipit se vor ține în timpul lucrului în coșuri metalice de protecție;
– se vor folosi numai siguranțe fuzibile calibrate;
– documentațiile tehnice și alte acte se vor păstra în dulapuri metalice;

76
– stingerea înc eputurilor de incendii se va face numai cu stingătoare cu dioxid de carbon (CO 2),
fiind interzise cele cu spumă chimică, apă sau nisip;
– se vor verifica periodic toate punctele de conexiune (îmbinări, borne) pentru asigurarea
contactelor stabile la instalaț iilor de electroalimentare;
– toate intervențiile la electroalimentare vor fi făcute numai de personal calificat și autorizat și
numai după scoaterea de sub tensiune;
– se interzice folosirea focului deschis sau a corpurilor incandescente în sălile de acumulat oare;
– sălile de acumulatoare vor fi prevăzute cu ventilație eficientă;
– toate uneltele de lucru trebuie să fie în bună stare, fără improvizații sau uzură puternică;
– prezența tensiunii electrice se va verifica numai cu becul cu neon sau instrumente de măsură .
Masuri antiincendiu . Reglementările în materie de construcții din multe jurisdicții impun
transformatoarele interioare pline de lichid fie să folosească lichide dielectrice mai puțin inflamabile
decât uleiul, fie să fie instalate în încăperi rezistente la foc. [18] Transformatoarele uscate, răcite cu
aer pot fi mai economice atunci când elimină costurile unei camere de transformare rezistente la foc.
Rezervorul transformatoarelor umplute cu lichid are adesea radiatoare prin care circulă lichidul
de răcire prin convecție naturală sau aripioare. Unele transformatoare mari utilizează ventilatoare
electrice pentru răcirea cu aer forțat, pompe pentru răcirea forțată a lichidului sau au schimbătoare de
căldură pentru răcirea cu apă. [ 12] Un transformator cu scufu ndare în ulei poate fi echipat cu un releu
Buchholz, care, în funcție de severitatea acumulării de gaze datorate arcării interne, este folosit fie
pentru a alarma, fie pentru a dezactiva transformatorul. [32] Instalațiile de transformare cu scufundare
în ulei includ, de obicei, măsuri de protecție împotriva incendiilor, cum ar fi pereți, retenție de ulei și
sisteme de stropire împotriva stingerii incendiilor.
Bifenilii policlorurați au proprietăți care au favorizat utilizarea lor ca lichid de răcire dielect ric,
deși îngrijorarea cu privire la persistența lor de mediu a dus la o interd icție largă a utilizării lor. [1 5]
Astăzi, uleiuri netoxice, stabile pe bază de silicon sau hidrocarburi fluorurate pot fi utilizate în cazul
în care cheltuiala unui lichid rezi stent la foc compensează costurile de construcție suplimentare pentru
o boltă de transformare. [18] [1 6]
Unele transformatoare, în loc să fie umplute cu lichid, au înfășurarea lor în rezervoare sigilate,
sub presiune și răcite cu azot sau hexafluorură de s ulf. [1 6]
Transformatoarele de putere experimentale în intervalul 500 – 1.000 – kVA au fost construite cu
azot lichid sau înfășurări supraconductoare răcite cu heliu, care elimină pierderile de înfășurare fără a
afecta pierderile de miez.

77
CONCLUZ II

Creșterea industriei electronice de consum a fost un factor extrem de benefic în extinderea pieței
componentelor pasive și interconectante, deoarece aceste elemente găsesc o utilizare extensivă în
numeroase electronice precum dispozitive GPS, telefoane celulare, tablete, purtabile și modeme. Nu
doar sectorul electronicelor de consum, ci componentele pasive și de interconectare sunt utilizate într –
o gamă largă de industrii, inclusiv telecomunicații, automobile, servicii medicale și militare și de
apărare.
Creșterea pieței componentelor pasive este, de asemenea, completată de inovațiile continue și
lansarea de produse noi și avansate de către mai mulți producători. Este de așteptat ca adoptarea în
creștere a automatizării într -o varietate de industrii să stimuleze nevoia de dispozitive de comunicare
încorporate cu componente pasive .
Alți factori importanți care determină creșterea pieței includ generarea în creștere a datelor,
cuplată cu apariția internetului de mare viteză. Astfel, marjele reduse ale componentelor pasive pot
încetini ritmul de creștere a pieței în anii următori.
Nevoia crescândă de componente pasive și de interconectare pe mai multe elemente, în fața unei
industrializări în creștere în într eagă lume, poate duce piața la o poziți e mai bună în anii următori.
Ca urmare a analizei modelelor utilizate pentru calculul electromagnetic al transformatorului de
putere, au fost identificate direcții care au optimizat structura CAD abandonând simularea laborioasă
a câmpului magnetic pe model ele 3D. În special, a fost propusă o combinație de modele
bidimensionale: plan -paralel pentru calculul fluxului magnetic principal și aximetric pentru calculul
fluxului de distribuție . Combinația de metode propusă poate accelera semnificativ calculele fără
pierderi semnificative de precizie, comparativ cu modelele tridimensionale. Caracteristicile dezvăluite
ale câmpului magnetic al transformatorului ne permit să stabilim sarcina dezvoltării unei noi
metodologii de calcul bazate pe utilizarea metodelor anal itice, ceea ce va face posibilă accelerarea
procesului de calcul și mai semnificativ.

78
BIBLIOGRAFIE
1. Belmans Ronnie , Declercq Jan, De Keulaner Hans , Furuya Katsuaki , Mayur Karmarkar,
Manuel Martinez, Mike McDermott, Ivo Pinkiewicz, 2005, “The Potential for Global Energy
Saving from High Effieincy Distribution Transformers”, European Copper Institute
2. Del Vecchio Robert M. , Poulin Bertrand , Feghali Pierre T. , Dilipkumar M. Shah, and Rajendra
Ahuja, 2001, “Transformer Design Principles” with application to core -form power
transformers, CRC Press.
3. Fratiloiu, Gh., Tugulea, A., Vasiliu, M., Electrotehnică și electronică aplicată, Editura
Didactică și Pedagogică, București, 1994.
4. Global Interconnects and Passive Components Market – Industry Trends and Forecast to 202 6
5. Hilohi, S., Popesc u, M., Instalații și echipamente electrice, Editura Didactică și Pedagogică,
București, 1995.
6. http://www.omel.es/files/RD222_2008.pdf
7. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%80%D0%B0%D0%BD%D1%81%D1%84%
D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80
8. https://www.academia.edu/10176403/Capitolul_II_TRANSFORMATOARE_ELECTRICE
9. https://www.databridgemarketresearch.com/reports/global -interconnects -passive –
components -market
10. Interconnects and Passive Components Market by Passive Components (Resistor, Capacitor,
Inductor, Transformer, and Diode), Interconnect Type (PCB, Connector, Switch, Relay,
Adapter, Terminal, Splice, and Socket), Application, and Region – Global Forecast to 2022,
https://www.marketsandmarkets.com/Market -Reports/interconnect -passive -component –
market -193568021.html
11. Mares, F., Bălășoiu, T., Fetecau, Gr., Enache, S., Federenciuc, D., Elemente de comandă și
control pentru acționări și sisteme de reglare automată – Manual pent ru clasele a XI -a și a –
XII-aca, Editura Economică, București, 2000.
12. Mașini și transformatoare electrice, http://www.emie.ugal.ro/ee/cap.5_final_07.02.07.pdf
13. OECD/IEA, 201 2, “World Energy Outlook 2012”
14. Passive And Interconnectin g Electronic Components Market Size, Share & Trends Analysis
Report By Product, By Production Technology, Regional Outlook, Competitive Strategies,
And Segment Forecasts, 2019 To 2025, https://www.grandviewresearch.com/industry –
analysis/passive -interconnecting -electronic -components -industry

79
15. Pezzini Paola , Oriol Gomis -Bellmunt, Antoni Sud rà-Andreu, Joan Frau -Valentí, 2010,
“Analysis of Energy Efficiency Optimizaton in Distribution Transformer Considering
Regulation Constraints”,CIRED
16. Polish Copper Promotion Center and European Copper Institute, 2008, “Selecting Energy
Efficient Distribution Transformers/ A Guide for Ac hieving Least -Cost Solutions”,
http://www.gams.com/
17. Power Transformers – Introduction to measurement of losses, https://www.intas –
testing.eu/storage/app/media/INTAS_trasformers_descr.pdf
18. Robe, M., ș.a., Laborator – Bazele electrotehnicii, instruir e practică, Editura Economică,
București, 2003.
19. Robe, M., ș.a., Manual pentru pregătirea de bază în domeniul electric, Editura Economică
Preuniversitaria, București, 2000.
20. Single -phase transformer , https://www.emworks.com/application/singl e-phase -transformer
21. Sinulescu, D., Huhulescu, M., Casin, V., Calin, I., Aparate electrice de joasă tensiune:
montare, întreținere, exploatare, Editura Tehnică, București, 1971.
22. Sumper Andreas , Baggini Angelo , 2012, "Electrical Energy Efficiency: Technologies and
Application", John Wiley & Sons, Inc.,
23. Transformatoare electrice , https://www.electromatic.ro/ro/produse/instrumentaie -i-
echipamente -de- Transformatoare electrice , automatizri/echipamente -de-comanda/item/120 –
transformatoare -electrice
24. Ursea, P.C., Rouadedeal, F., Ursea, B.P., Electro tehnică aplicată, Editura Tehnică, București,
1995.
25. Выбор мощности трансформаторов СН. Расчёт мощности собственных нужд ТЭЦ? ,
https://www.proektant.org/index.php?topic=5690.0
26. Конструкция трансформатора, http://library.psu.kz/fulltext/buuk/b2755.pdf
27. Проектирование силовых трансформаторов для автоматизированных систем
электроснабжения: учеб. пособие / А. В. Кононенко, Д. А. Тонн. Воронеж: ГОУВП
"Воронежский государственный технический университет", 2007. – 126 с.
28. Проекти рование электрических машин: Учеб. пособие для вузов/ И. П. Копылов, Ф. А.
Горяинов, Б. К. Клоков и др.; под ред. И. П. Копылова. – М.: Энергия, 1980. – 496 с., ил.
29. Расчет трансформаторов: Учеб. пособие для вузов/ Тихомиров П. М. – 5-е изд., перераб.
и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 528 с.: ил.

80
30. Трансформаторы . Однофазные трансформаторы . Конструкция и прин цип действия
трансформатора, https://gigabaza.ru/doc/104586.html
31. Cum se fabrica transformatorul electri c,
https://www.youtube.com/watch?re load=9&v=uiMTWvpv -0o
32. România este "liderul" UE la pierderi de energie electrică în rețele, duble față de media
comunitară [Romania is the EU's "leader" in the loss of electricity in networks, double the EU
average], https://www.profit.ro/ povesti -cu-profit/energie/.
33. Raport privind activitatea Agenției Naționale pentru Reglementare în Energetică în anul 2016
[Report on the activity of the National Agency for Energy Reg ulation in 2016.] ,
http://www.anre.md/files/raport/ .
34. Kolar J.W., Ortiz G. Solid -State Transformers, Plenary Session Presentation at the IEEE
International Power Electronics and Applications Conference and Exhibition (PEAC 2014),
Shanghai, Nov. 5 -8, 2014.
35. Berzan, V.P.; Ermurachi, Iu.V. Single Phase Inverter with Hybrid Topology and Efficient
Switching Principles. Proceedings – 2017 International Conference on Modern Power Systems
(MPS 2017) , Cluj -Napoca, Romania 6 -9 June 2017, IEEE Catalog Number: CFP17MPRPOD,
ISBN 978 -1-5090 -6565 -3 (Papers 007, SCOPUS). DOI:10.1109/MPS.2017.7974370; /
36. Transformator electronic de putere pentru rețelele de distribuție a energiei electrice , Ermuraсhi
Iu.V. In stitutul de Energetică al Academiei de Științe a Moldovei Chișinău, Republica
Moldova , https://cyberleninka.ru/article /n/transformator -electronic -de-putere -pentru -re-elele –
de-distribu -ie-a-energiei -electrice

81

ANEXE