Lez_xx_bobine

BOBINE DI REATTANZA

Prenderemo in considerazione le bobine percorse
da correnti intense. Si hanno due tipi
fondamentali:
 senza nucleo, utilizzate come limitatori di
correnti di guasto o come carichi reattivi e
regolatori nelle prove di apparecchi di
interruzione;
 con nucleo in ferro, usate per il rifasamento di
carichi capacitivi, per la regolazione di tensione
di lunghe linee e come reattanze supplementari
per la marcia in parallelo di macchine sincrone.
BOBINE SENZA NUCLEO


Per determinare le dimensioni, il
numero di spire N e l’induttanza L
si usano le formule di
Korndoerfer:
caso A: D/2(a+r) = 0 - 1
D
a
D
L  10,5N D4
10 6 (mH)
2 a  r
A)
r
2
D

caso B:
D/2(a+r) = 1 - 3
D
2
L  10,5N D
106 (mH)
2(a + r)
a
r
B)




Strutturalmente sono realizzate come avvolgimenti a
spirale.
Poiché sono percorse da correnti molto intense,
spesso in fase di guasto, diventa fondamentale
predisporre robusti ancoraggi in grado di
contrastare gli sforzi elettrodinamici radiali ed
assiali.
Sono in genere realizzate con isolamento a secco,
opportunamente rinforzate, in alcuni casi è stata
utilizzata l’immersione in cemento.
Risulta fondamentale, non essendoci nucleo
ferromagnetico evitare la vicinanza di masse
conduttrici, specie se ferromagnetiche.
BOBINE CON NUCLEO IN MATERIALE
FERROMAGNETICO
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
Sono morfologicamente molto simili ai trasformatori,
anche se hanno ovviamente un solo avvolgimento.
Per ottenere l’impedenza desiderata è necessario far
si che la corrente magnetizzante coincida con la
corrente di lavoro In.
Questo risultato viene ottenuto disponendo, trasversalmente al nucleo, una serie di traferri la cui
ampiezza dia luogo alla riluttanza desiderata. Tali
traferri vengono disposti lungo le colonne, con uno
spessore sufficientemente piccolo da limitare la
diffusione dell’induzione ai bordi.
SCHEMA DI CALCOLO
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

Si assegna la reattanza X = L e la corrente In.
Si ottiene quindi la tensione V = XIn e la potenza
reattiva Q = XIn2 = VIn. Si procede quindi come
per il calcolo di un trasformatore utilizzando la
relazione:
Q 2
K
10
f
Per avere una sufficiente linearità della curva V- I
e per limitare le perdite nel ferro si adotta:
BMax = 1,4 - 1,5 T

Nota In, le spire N, le amperspire Asf (in Aspire/m)
richieste dal ferro all’induzione Bf (in Tesla)
prefissata si ottiene lo spessore complessivo (in m)
6
del traferro:
A sf  0,8B    10
In 
2N
L’induzione B può essere considerata uniforme nel
traferri se questi sono sufficientemente piccoli, in tal
caso si può porre:
B = Ks Bf
dove
Ks = 0,92 - 0,94
è il fattore di stipamento del ferro.
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

Ciò comporta che il traferro sia suddiviso in più
traferri elementari di piccolo spessore.
É inoltre opportuno porre i traferri solo nelle
colonne cercando di compattare il tutto in modo
da limitare al massimo i fenomeni di vibrazione.
A seconda della potenza e della tensione una
bobina di reattanza con nucleo in ferro può
essere costruita in olio come un trasformatore.
Fra il volume Vf del ferro e quello V del traferro
si ha la relazione:
2


B
2
2
f
Q  2,5f  V B   Vf
  2,5f V B 
f 


