DISEÑO DE TRANSFORMADORES

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

DISEÑO DE UN TRANSFORMADOR

Según los datos obtenidos: b=55 mm. y a=27.2 mm. Además se tendrá en cuenta que: b

≥ 2a

1. Hallando el área o sección transversal A  2 a x b x f ap

Sabiendo que:

a=2.72 cm.; b=5.5 cm.; f ap ap=0.9

Remplazando: A  2 x 2.72 x 5.5 x 0.9 2

A  26.928 cm  27 cm

2

A  27 cm 2

2. La potencia aparente:

Donde: Ps  A 2

Entonces:

Ps  27 2  729 729 VA

3. Hallando el número de espiras en cada bobina

Consideramos: N 

E x 108 4.44 x F x  x A

LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS I

Ps  729 VA


E: Tensión. F: Frecuencia.  : Inducción magnética (12000 gauss). A: Aréa. 

Número de espiras para el primario Para el diseño del transformador la tensión en el primario es 220v. EP=220v. Reemplazando en la expresión anterior N p 



220 x 108 4.44 x 60 x 12000 x 27

 254.88  255

N P  255 espiras

Número de espiras para el secundario La tensión en el secundario es 110v. ES=110v. Utilizando la formula tenemos: N S 

110 x 108 4.44 x 60 x 12000 x 27

 127.44  128

4. Hallando las corrientes en las bobinas I





E

Corriente en el primario IP 



P S

729 220

 3.32

I P  3.32 amp .

Corriente en el secundario IS 

729 110

 6.63

I S  6.63 amp .


N S  128 espiras


5. Hallando la sección y diámetro del conductor

Utilizaremos la siguiente formula: S Cu 

I



Donde:  : Densidad de corriente (   2 ) Una vez hallada la sección verificamos en la tabla un valor que sea más cercano al nuestro hallado, y así también obtenemos el diámetro. 

Sección para el primario SP 

3.32 2

S P  1.66 mm 2

 1.66 mm 2

Comparando con la tabla de hilos de cobre para bobinado encontramos un valor aproximado: S P  1.66 mm 2  1.65 mm 2

La sección es: S P  1.65 mm 2

Y su diámetro según tablas es: D P  1.45 mm . 

Sección para el secundario SS 

6.63 2

S S  3.315 mm 2

 3.315 mm 2

Aproximando:

S S  3.315 mm 2  3.309 mm 2

Luego, el diámetro es:

La sección es: S S  3.309 mm 2

D S  2.053 mm .

6. Hallando el número de espiras por capa

Para determinar el número de espiras por capa, hay que tener en cuenta las dimensiones de la ventana del núcleo, de cual sabemos: Altura de la ventana = 3a = 81.6 mm. Altura de la ventana útil = 77.6 mm. Se ha reducido 2 mm (Arriba y abajo) Ancho de la ventana = a = 27.2 mm. Ancho de la ventana útil = 25.2 mm. (Se sustrae 1 mm a cada lado)



Para hallar en número de espiras por capa: N º de espiras / capa 

Altura de la ven tan a útil D

Número de espiras por capa en el primario: Nº de espiras / capa 

77.6 1.45

Nº de espiras / capa  53

 53.52  53

Número de espiras por capa en el secundario: Nº de espiras / capa 

77.6 2.053

 37.8  37

Nº de espiras / capa  37

7. Hallando el número de capas N º capas 

Número de espiras N º de espiras / capa

Número de capas en el primario: N º capas 

255 53

 4.8  5

Nº capas  5

Número de capas en el secundario: Nº capas 

128 37

 3.46  4


N º capas  4


8. Comprobación del correcto diseño del transformador: L1  L2  espesor del aislamient o  Ancho de la ven tan a útil

L1: Enrollado primario. L2: Enrollado secundario. L 1  1.45 x 5  7.25 mm . L 2  2.053 x 4  8.212 mm . Espesor del aislamient o  4 mm (Total)

7.25  8.212  4  19.462 mm

Luego: 19.462 mm.  25.2 mm. Se verifica que los enrollados primarios y secundarios mas el espesor del aislamiento es menor al ancho de la ventana útil.


DISEÑO DE TRANSFORMADORES

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