ترانسفورماتور قدرتدسته‌بندی نشده

ترانسفورماتور با هسته ی هوایی

ترانسفورماتور با هسته ی هوا

اگر یک جریان متناوب به یک سیم پیچ اعمال شود ، یک میدان مغناطیسی متناوب در اطراف آن تولید می شود. اگر سیم پیچ دیگری در داخل این میدان مغناطیسی وارد شود ، یک EMF (نیروی الکترو مغانیسی) متناوب در سیم پیچ دوم نیز طبق قانون القاء الکترومغناطیسی فارادی القا می شود. از این EMF القا شده در سیم پیچ دوم می توان برای تغذیه بار استفاده کرد. همانطور که در این مثال ، شار با هر دو سیم پیچ از طریق هوا در ارتباط است ، بنابراین می توان از این ساختار به عنوان ترانسفورماتور هسته هوا نام برد. در اینجا سیم پیچ اول به عنوان سیم پیچ اولیه و سیم پیچ دوم به عنوان سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور مذکور عمل می کند. هرگاه نیاز به تغییر سطح ولتاژ از یک سطح به سطح دیگر در شبکه برق باشد از ترانسفورماتور الکتریکی استفاده می کنیم.

ترانسفورماتور هسته هوایی
ترانسفورماتور هسته هوایی

هرگاه نیاز به جداسازی الکتریکی از یک مدار به مدار دیگر باشد از ترانسفورماتور استفاده می کنیم .برای تبدیل جریان و ولتاژ به سطح قابل اندازه گیری به ترتیب از ترانسفورماتور جریان و ترانسفورماتور ولتاژ استفاده می کنیم. اینها فقط کاربردهای ترانسفورماتورها نیستند. ترانسفورماتورهای برقی نیز برای اهداف مختلف استفاده می شوند. در کاربردهای مختلف الکترونیکی از ترانسفورماتورهای کوچکتر استفاده می شود. نمونه هایی از این ترانسفورماتورها عبارتند از: ترانسفورماتور هسته هوا ، ترانسفورماتور فرکانس صوتی و غیره.

اینها به عنوان ترانسفورماتورهای هدف خاص نامیده می شوند و به طور ساده ترانسفورماتور خاص نامیده می شوند. از نظر ساختاری ، آنها با ترانسفورماتور قدرت کلی متفاوت هستند اما اصول کار اساسی همانند سایر ترانسفورماتورهاست. این بدان معناست که در این حالت ، اصول کار ترانسفورماتور نیز مبتنی بر القای متقابل بین دو سیم پیچ مغناطیسی است. در اینجا در مورد ترانسفورماتورهای هسته هوا بحث خواهیم کرد.

ترانسفورماتور حلقوی و استوانه ای
ترانسفورماتور حلقوی و استوانه ای

در یک ترانسفورماتور سیم پیچ اولیه و سیم پیچ های ثانویه با هسته فرومغناطیسی با رلوکتانس  کمی با هم  کوپل الکترومغناطیسی شده اند. هسته در یک ترانسفورماتور الکتریکی برای محدود کردن شار مغناطیسی و تسهیل حداکثر پیوند شار بین سیم پیچ اولیه و ثانویه استفاده می شود. برای ساخت هسته ترانسفورماتور از ورق های فولادی چند لایه استفاده می شود. اما ، مواد فرومغناطیسی مانند فولاد به عنوان هسته ترانسفورماتور ، دارای تلفات هیسترزیس و تلفات جریان گردابی هستند. همچنين هنگامی که مغناطیس از سطح خاصی عبور کند با مشکل اشباع روبه رو می شوند. اما در ترانسفورماتور هسته هوا می توان از این موارد جلوگیری کرد زیرا هسته فرومغناطیسی در این ترانسفورماتور وجود ندارد. در کاربردهای فرکانس بسیار بالا ، باید از تحریف در میدان الکترومغناطیسی جلوگیری کرد ، در غیر این صورت ممکن است در سیگنال خروجی تأثیر قابل توجهی داشته باشد. بنابراین برای حفظ کیفیت سیگنال می توان از بروز هرگونه نویز یا اعوجاج در سیگنال جلوگیری کرد. از آنجا که مواد فرومغناطیسی باعث ایجاد سر و صدا یا تحریف در سیگنال می شوند ، باید از آن در کاربرد فرکانس بالا مانند انتقال سیگنال جلوگیری کرد. بنابراین مبدل هسته هوا در کاربرد انتقال رادیویی با فرکانس بالا معرفی می شود. در اینجا هسته آهن ترانسفورماتور وجود ندارد و شار از طریق هوا به سیم پیچ ها متصل می شود. علاوه بر کار بدون سر و صدا ، یک ترانسفورماتور هسته هوا به دلیل عدم وجود هسته آهن با وزن سنگین ، وزن کاملاً سبک دارد. به همین دلیل است که این نوع ترانسفورماتور برای دستگاههای الکترونیکی قابل حمل ، سبک وزن و دستگاههای با فرکانس بالا مناسب ترین است. ترانسفورماتورهای هسته هوا معمولاً در فرستنده های رادیویی و دستگاه های ارتباطی و غیره استفاده می شوند

ساختار ترانسفورماتور هسته ای هوا

سیم پیچ های مسی عایق ، بر روی یک لوله پلاستیکی یا مقوا وغیره پیچیده می شوند ، عمدتا دو شکل ترانسفورماتور هسته هوا وجود دارد. یکی فرم استوانه ای و دیگری فرم حلقوی است. در فرم استوانه ای ترانسفورماتور هوا ، سیم های عایق مس بر روی یک ساختار استوانه ای غیر فلزی پیچیده می شوند. این ساختار توخالی غیر فلزی به سیم پیچ پشتیبانی مکانیکی لازم را می بخشد. سیم پیچ مسی که در اطراف استوانه غیر فلزی پیچیده شده است ، در صورت لزوم در نقاط مختلفی انشعاب گرفته شده است. تغذیه ثانویه از طریق این انشعاب ها گرفته می شود. گاهی اوقات خازن به سیم پیچ وصل می شود تا رزونانس ثابت مدار تنظیم را حفظ کند. این شار در هوای اطراف سیم پیچ و هوای درون سیلندر توخالی جریان می یابد. برای تطبیق مناسب امپدانس ، گاهی اوقات سیم پیچ محافظ در سیم پیچ اصلی مس پیچیده می شود. این سیم پیچ محافظ بیشتر با گیرنده های آنتن متصل شده یا به درستی زمین شده است.

از طرف دیگر در شکل حلقوی ترانسفورماتور هسته هوا ، سیم های عایق مس در اطراف حلقه ای از پلاستیک سخت یا سایر مواد غیر فلزی پیچیده می شوند. در واقع ، سیم به صورت دایره ای به دورحلقه پیچیده می شود. این نوع ترانسفورماتورها فقط در کاربردهای با فرکانس بسیار زیاد استفاده می شوند. در این حالت سیم پیچ انشعابی ندارد، در اینجا از دو سیم پیچ جداگانه برای اهداف اولیه و ثانویه استفاده می شود. بنابراین ، اثر تلفات سرگردانن در ترانسفورماتور هسته هوا حلقوی به حداقل می رسد. نسبت تبدیل  اولیه به ثانویه سیم پیچ ها متفاوت است و بستگی به دامنه فرکانس و نوع عملکرد آن دارد.

 

مقالات مرتبط :

ترانسفورماتور های جداکننده یا ایزوله

ترانسفورماتورهای ولتاژ بالا

تفاوت های بین ترانسفورماتور و موتورهای القایی

ترانسفورماتور  حلقوی چیست- ساختار – کاربرد- مزایا و معایب

لینک زبان اصلی مقاله :

Air Core Transformer

گروه فنی مهندسی ماه صنعت انرژی

گروه فنی مهندسی ماه صنعت انرژی فعال در زمینه های : دیزل ژنراتور ( سنکرونایزینگ - نصب و راه اندازی - عیب یابی -نگهداری - تامین دیزل ژنراتور و لوازم یدکی)- فروش ، تست ، راه اندازی و سنکرونایزینگ ژنراتورهای گازی و دیزلی ، ترانسفورماتورهای توزیع و قدرت ، خازن های فشار ضعیف و متوسط- مشاوره و طراحی مهندسی - نظارت و بازرسی - آموزش های تخصصی- پروژه های نفت ، گاز و پتروشیمی - دیتاسنتر - فولاد - احداث پست برق

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا