آموزش های پایه ای برقترانسفورماتور قدرت

مقاومت و راکتانس نشتی یا امپدانس ترانسفورماتور

 

راکتانس نشتی ترانسفورماتور

کل شار ترانسفورماتور قادر به پیوند با سیم‌پیچ های اولیه و ثانویه نخواهد بود و بخش کوچکی از شار فقط با یکی از سیم‌پیچ پیوند برقرار خواهد نمود که به این بخش از شار، شار نشتی[۱] گفته می‌شود. به دلیل  این شار نشتی در ترانسفورماتور، یک راکتانس خودی در سیم‌پیچ مربوطه وجود خواهد داشت. این راکتانس خودی ترانسفورماتور در واقع راکتانس نشتی ترانسفورماتور نامیده می‌شود. این راکتانس خودی بعلاوه مقاومت ترانسفورماتور، امپدانس آن را تشکیل می‌دهد. بدلیل این امپدانس ترانسفورماتور، در سیم‌پیچ اولیه و ثانویه ترانسفورماتور، افت ولتاژ وجود خواهد داشت.

مقاومت ترانسفورماتور

به طور کلی، سیم‌پیچ های اولیه و ثانویه ترانسفورماتور از مس ساخته شده‌اند. مس هادی بسیار خوبی برای جریان است اما یک ابررسانا نیست. در واقع، ابررسانا و ابررسانایی هر دو مفاهیمی هستند که عملا در دسترس نمی‌باشند. بنابراین هر دو سیم‌پیچ مقاومت خواهد داشت. این مقاومت داخلی سیم پیچهای اولیه و ثانویه در مجموع به عنوان مقاومت ترانسفورماتور شناخته می‌شود.

امپدانس ترانسفورماتور

همانطور که بیان شد، سیم‌پیچ های اولیه و ثانویه نیز دارای مقاومت و راکتانس نشتی هستند. این مقاومت و راکتانس در کنار هم امپدانس ترانسفورماتور را تشکیل می‌دهند. اگر R1 و R2 و X1 و X2 به ترتیب مقاومت و راکتانس نشتی اولیه و ثانویه ترانسفورماتور باشد، آنگاه Z1 و Z2 نیز به ترتیب امپدانس سیم‌پیچ های اولیه و ثانویه ترانسفورماتور خواهد بود.

فرمول ۱- امپدانس ترانس

امپدانس ترانسفورماتور نقش مهمی در موازی نمودن ترانسفورماتورها ایفا می‌کند.

شار نشتی در ترانسفورماتور

در ترانسفورماتور ایده‌آل، تمام شارها با سیم پیچ‌های اولیه و ثانویه پیوند خواهند داشت، اما در واقعیت امکان پیوند تمام شار در ترانسفورماتور با سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه غیرممکن است. اگرچه ماکسیمم شار با هر دو سیم‌پیچ از طریق هسته ترانسفورماتور پیوند می‌یابد اما مقدار کمی از شار وجود خواهد داشت که با یکی از سیم‌پیچ‌ها پیوند دارد. این شار، شار نشتی نامیده می‌شود که به جای عبور از هسته از عایق سیم‌پیچ و روغن عایقی ترانسفورماتور عبور می‌کند. به دلیل این شار نشتی در ترانسفورماتور، سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه نیز دارای راکتانس نشتی می‌باشند. در واقع منظور از راکتانس ترانسفورماتور، همان راکتانس نشتی است. این پدیده در ترانسفورماتور به نشت مغناطیسی معروف است.

شار نشتی در ترانسفورماتور
شار نشتی در ترانسفورماتور

افت ولتاژ سیم‌پیچ ناشی از امپدانس ترانسفورماتور است و امپدانس نیز ترکیبی از مقاومت و شار نشتی ترانسفورماتور است. اگر ولتاژ V1 به اولیه ترانسفورماتور اعمال گردد، یک مولفه I1X1 برای تعادل emf خودالقای اولیه ناشی از راکتانس نشتی وجود خواهد داشت (در اینجا X1 راکتانس نشتی اولیه است). حال با در نظر گرفتن  افت ولتاژ ناشی از مقاومت اولیه، معادله ولتاژ ترانسفورماتور به صورت زیر بیان می‌گردد:

فرمول ۱- شار نشتی ترانس

به طریق مشابه می‌توان معادله ولتاژ برای سمت ثانویه را به صورت زیر نوشت:

فرمول ۲- شار نشتی ترانس

در شکل بالا، سیم‌پیچ های اولیه وثانویه در شاخه‌های مجزا نشان داده شده است که می‌تواند منجر به ایجاد شار نشتی زیاد در ترانسفورماتور شود زیرا فضای زیادی برای نشت وجود دارد. اگر سیم‌پیچ‌ها بتوانند فضای مشابهی را اشغال کنند، ممکن است نشتی در سیم‌پیچ های اولیه و ثانویه از بین برود که البته از نظر فیزیکی غیرممکن است، اما با قرار دادن ثانویه و اولیه به صورت متمرکز می توان این مشکل را تا حدی مرتفع نمود.

[۱] leakage flux

مقالات مرتبط:

معادله EMF ترانس ، نسبت تبدیل ترانس

ترانسفورماور ایده آل

مبانی و اصول کار ترانس

راندمان ترانسفورماتور

ماد ترانسفورماتورهای الکتریکی – نماد تک خطی ترانسفورماتور

ترانسفورماتور؛ ساختار؛ عملکرد؛ انواع کاربردها و محدودیت ها

لینک زبان اصلی مقاله:

Resistance and Leakage Reactance or Impedance of Transformer

محسن ترابی

مهندس برق قدرت، فوق لیسانس برق قدرت از دانشگاه سراسری یزد، موسس ماه صنعت، متخصص در ژنراتور، دیزل، طراحی و ساخت موتورهای الکتریکی، سنکرون و سیستم های حفاظت الکتریکی به خصوص حفاظت ژنراتور. دارای گواهی ثبت اختراع ساخت موتور PMSM‌ معکوس گرد. هدف از ایجاد این وبسایت و مقالات آن آموزش در راستای توسعه ی صنعت برق کشور عزیزمان ایران می باشد و سعی می کنم مقالات کاربردی در راستای این هدف در وبسایت انتشار بدهم

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

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

دکمه بازگشت به بالا
بستن
بستن