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Calcolo di una reattanza

PREMESSA

Un carico funziona ad una tensione inferiore a quella della linea di alimentazione. Dato che il carico è costante, può essere alimentato con una reattanza in grado di produrre la caduta ditensione necessaria.

Casi tipici possono essere:

  • Lampada a scarica nei gas (per esempio a vapori di mercurio) che funziona ad una tensione inferiore a 220 V (in questo caso la reattanza ha anche la funzione di stabilizzare l'arco elettrico.
  • Motore asincrono che deve essere avviato ad una tensione inferiore a quella nominale allo scopo di ridurre la corrente di spunto.

In entrambi i casi la reattanza viene inserita in serie al carico.

NOTA:Il metodo di calcolo è simile a quello usato per il calcolo dei trasformatori monofasi riportato nel mio articolo pubblicato sul N. 3/87 di "ELETTRIFICAZIONE" (presente nella sezione "Pubblicazioni" del sito). Esso si basa sostanzialmente sulla consultazione di apposite tabelle dalle quali ricavare i "Dati di calcolo".

 LINEA DI ALIMENTAZIONE

  • Tensione nominale: Vn = 220
  • Frequenza: f = 50 Hz
CARICO
  • Tensione: Vc = 120 V
  • Fattore di potenza: cosjc = 0,5
  • Corrente: Ic = 2 A
REATTANZA

Calcolo della tensione di reattanza, della potenza, dell'induttanza

 

 

Dati di specifica

Vr = 108 VIr = 2 A  Pr = Vr · Ir  = 108 · 2 = 216 VA

DATI PRELIMINARI (fissati dal progettista)

  • Induzione: B = 1,1 T
  • Cifra di perdita dei lamierini: ws = 2,3 W/Kg
  • Coefficiente di stipamento dei lamierini: Ks = 0,94
  • Classe di isolamento: Cl = E (DJ = 75°C)

DATI DI CALCOLO (dalle tabelle)

Questi dati si ricavano da apposite tabelle (nella sezione "Software"

di questo sito è presente un programma in Basic che fornisce le dette tab).

I dati sono quelli corrispondenti ad una potenza superiore alla potenza della reattanza (216 VA ).

  • Rocchetto: 28 x 40 mm x mm
  • Densità di corrente: d = 4,44 A/mm2
  • Caduta di tensione:Dv% = 7,55%
  • Volt per spira: e = 0,2571 V/sp
ROCCHETTO

  • Tipo: 28 x 40 Nylon
  • Altezza utile per avvolgimento: E = 38 mm
  • Spessore pareti: c = 1 mm
  • Gioco rocchetto/nucleo: g = 0,5 mm

LAMIERINO

  • Tipo: EI 28
  • Superficie finestra: F = 588 mm2
  • Peso unitario: p = 0,0358 Kg/mm

CALCOLO

Conduttore

d = 0,75 mm         d’ = 0,832 mm

s = 0,4418  mm2    p = 3,928 Kg/Km

Densità di corrente effettiva

Spire 

Traferro 

 

VERIFICHE

 

Coefficiente riempimento finestra

Valore accettabile (vedi tab.4 dell’articolo citato)

Spire per strato

Le spire per strato vanno arrotondate all’intero inferiore

Strati

Gli strati vanno arrotondati all’intero superiore

Ingombro radiale avvolgimento

Ingombro radiale totale

f = fasciatura esterna avvolgimento (due giri di carta da 0,1 mm)

Valore accettabile essendo la larghezza della finestra D = 14 mm

Lunghezza media spire

Peso del rame

Peso del ferro

Perdite nel rame

Per il valore di KJ vedere tab.2 dell’articolo citato

Perdite nel ferro

Perdite totali

Induttanza (verifica)

Tale valore coincide praticamente con quello iniziale

Caduta di tensione ohmica (verifica)

Anche tale valore non differisce molto da quello relativo ai dati di calcolo

Caduta di tensione induttiva

Tensione di reattanza (verifica)

Valore praticamente coincidente con quello di progetto

Induzione (verifica)

Anche il valore dell’induzione coincide con quello di progetto

 

TARATURA DELLA REATTANZA

Una volta costruita, la reattanza deve essere tarata, intendendo con ciò l'aggiustamento del traferro allo spessore definitivo (quello teorico difficilmente sarà quello giusto).

Si procede nel seguente modo.

Circuito di taratura 

  • Si alimenta la reattanza con la sua tensione nominale (nel caso dell'esempio 108 V) tramite un regolatore di tensione (per esempio un variac).
  • Si regola lo spessore del traferro fino ad ottenere la corrente nominale della reattanza (nel caso dell'esempio 2 A).

Essendo la corrente proporzionale alla lunghezza del traferro:

I = K ×l0 

in pratica si opera così:

  • Se la corrente è inferiore a quella nominale, bisogna aumentare il traferro.
  • Se la corrente è superiore a quella nominale, bisogna diminuire il traferro.
FINITURA

Trovato il traferro "giusto" occorre bloccare il nucleo con apposite squadrette, viti e bulloni e quindi trattare la reattanza con vernice isolante (impregnazione ed essiccazione possibilmente in forno).

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Commenti e note

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di ,

Mi complimento con l'articolo...Le volevo fare una domanda... cosa cambia nel calcolo dei traferri di un trasformatore con reattanza integrata...mi puo dare delle delucidazioni in merito??

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di ing. Fiori,

Chi ha scritto questo documento è una persona con le idee chiare e ha in mente cosa significa fare uno strumento di calcolo utile per produrre cose e non fare discorsi accademici . Per me che vengo da una formazione di tipo elettronico questo scritto , è stato un utile punto di partenza che mi ha permesso di migliorare.

Rispondi

di ,

Attenzione, certe scritte mi appaiono in greco (o cirillico) !!!

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