Gli elementi di teoria sviluppati fino a questo momento permettono di eseguire un progetto di trasformatore.
Assumiamo i seguenti dati di targa:
Tensione primaria: V1 = 220 V
Tensione secondaria: V2 = 100 V
Potenza in uscita: S =1 kVA
Frequenza: f = 50 Hz
Dimensionamento del circuito magnetico
Il primo passo del progetto consiste nel dimensionare il circuito magnetico. A tale proposito si deve scegliere il giusto lamierino fra la serie di lamierini unificati riportati in fig. 2.6.
I lamierini unificati vengono tranciati da diverse ditte specializzate e sono facilmente reperibili a costi convenienti. Essi sono forniti con un'adeguata ossidazione superficiale in modo da limitare la circolazione di correnti parassite.
Il trasformatore potrebbe essere dimensionato con un grosso nucleo magnetico e con un basso numero di spire, oppure con un piccolo nucleo magnetico ed elevato numero di spire, ma in entrambi i casi non sarebbe ottimizzato.
Fig - 2.6 - Lamierini e tabella sottostante
Mod | A | B | C | D | E | d | F |
213 | 25 | 30 | 10 | 5 | 15 | 20 | |
275 | 35 | 42 | 14 | 7 | 21 | 3,5 | 28 |
253 | 40 | 48 | 16 | 8 | 24 | 3,5 | 32 |
248 | 47,5 | 57 | 19 | 9,5 | 28,5 | 4 | 38 |
247 | 50 | 60 | 20 | 10 | 30 | 4 | 40 |
250 | 55 | 66 | 22 | 11 | 33 | 4,5 | 44 |
280 | 62,5 | 75 | 25 | 12,5 | 37,5 | 3,8 | 50 |
281 | 70 | 84 | 28 | 14 | 42 | 5 | 56 |
263 | 80 | 96 | 32 | 16 | 48 | 5,5 | 64 |
291 | 87,5 | 105 | 35 | 17,5 | 52,5 | 7 | 70 |
285 | 90 | 108 | 36 | 18 | 54 | 6 | 72 |
272 | 95 | 114 | 38 | 19 | 57 | 5,75 | 76 |
260 | 100 | 120 | 40 | 20 | 60 | 7 | 80 |
295 | 112,5 | 135 | 45 | 22,5 | 67,5 | 8,25 | 90 |
290 | 125 | 150 | 50 | 25 | 75 | 9 | 100 |
256 | 150 | 180 | 60 | 30 | 90 | 8 | 120 |
292 | 160 | 192 | 64 | 32 | 96 | 11,4 | 128 |
293 | 200 | 240 | 80 | 40 | 120 | 11,5 | 160 |
Per un dimensionamento ottimizzato si ricava la corretta sezione sn della colonna centrale del nucleo attraverso la formula pratica
dove S è la potenza nominale del trasformatore espressa in volt-ampere e sn in cm2. Nel nostro caso
si sceglie il lamierino avente la larghezza C della colonna centrale più vicina, per difetto, al valore del lato l di una sezione quadrata
Fra i lamierini unificati troviamo quello con la sigla 290 avente la dimensione C = 50 mm, _ che risulta essere il più indicato per il nostro progetto. Lo spessore netto d del pacco sarà
Questo valore deve essere maggiorato del 10% per tener conto dell'isolante fra i lamierini. lo spessore lordo d' risulta
Scegliendo lamierini con spessore 0,5 mm (comunemente usato, ma esiste anche lo 0,35 mm) saranno necessari 140 lamierini.
La sezione lorda s'n, del nucleo risulta
Calcolo del flusso massimo ΦM
Utilizzando lamierini al ferro silicio, si può scegliere un'induzione massima BM
Il flusso massimo risulta
Calcolo del numero di spire
Ricordando che
si ricava
mentre al secondario
A causa delle resistenze degli avvolgimenti e delle reattanze di dispersione, ipotizziamo una caduta di tensione a pieno carico del 10% circa. Aumentiamo il numero di spire secondarie del 10%, ottenendo una tensione secondaria a vuoto V20 pari a circa 110 V