ترانسفورماتور, مقالات
ترانسفورماتور تکفاز و کاربرد آن
آذر
ترانسفورماتور تکفاز و کاربرد آن
ترانسفورماتور تکفاز و کاربرد آن
ماده ترانسفورماتورهای الکتریکی – نماد تک خطی ترانسفورماتور
——————————————————-
یک دستگاه استاتیک االکترومغناطیسی‌است (بدون بخش‌های متحرک) که انرژی مغناطیسی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. این دستگاه شامل یک هسته مغناطیسی آهنی‌است که به عنوان بخشی مغناطیسی ترانسفورماتور و سیم‌پیچ مسی به عنوان بخش الکتریکی ترانسفورماتور کار می‌کند.
ترانسفورماتور دستگاهی با راندمان بالا است و تلفات آن نیز بسیار کم‌است زیرا هیچ اصطکاک مکانیکی در داخل آن وجود ندارد. ترانسفورماتورها تقریبا در تمام سیستم‌های الکتریکی از سطح ولتاژ پایین گرفته تا بالاترین سطح ولتاژ مورداستفاده قرار می‌گیرند و تنها با جریان متناوب (AC) کار می‌کنند، زیرا جریان مستقیم (DC) هیچ گونه القای الکترومغناطیسی ایجاد نمی‌کند.
بسته به شبکه الکتریکی که ترانسفورماتور در آن نصب‌شده، دو نوع ترانسفورماتور یعنی ترانسفورماتور سه‌فاز و ترانسفورماتور تکفاز وجود دارد. اساس کار ترانسفورماتور تکفاز بدین صورت‌است که منبع ولتاژ AC یک جریانAC را از طریق سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور تزریق می‌کند.
جریان AC، منجر به تولید میدان الکترومغناطیسی متناوب‌می‌شود. خطوط میدان مغناطیسی در هسته آهنی ترانسفورماتور حرکت می‌کنند و مدار ثانویه ترانسفورماتور را تشکیل می‌دهند. بنابراین ولتاژی با همان فرکانس ولتاژ سمت اولیه در سیم‌پیچ ثانویه القا‌می‌شود . مقدار ولتاژ القایی توسط قانون فارادی تعیین‌می‌شود.
که در آن
f : فرکانس بر حسب هرتز
N: تعداد دور سیم‌پیچی
Φ: چگالی شار بر حسب وبر
اگر بار به سمت ثانویه ترانسفورماتور متصل شود، جریان از طریق سیم‌پیچ ثانویه جریان می‌یابد. اصولا ترانسفورماتورهای تک فاز می‌توانند به صورت ترانسفورماتور افزاینده یا کاهنده کار کنند.
مقاومت و راکتانس نشتی یا امپدانس ترانسفورماتور
——————————————————-
اجزای اصلی ترانسفورماتور
قسمتهای اصلی ترانسفورماتور عبارتند از سیم‌پیچ، هسته و عایق. سیم‌پیچ‌ها باید از مقاومت کمی برخوردار باشند و معمولا از مس ساخته‌شده‌اند ( ندرتا از آلومینیوم نیز ساخته شده‌اند) و در اطراف هسته پیچیده‌شده و باید از آن توسط عایقی مناسب جدا شوند.
همچنین، دورهای سیم‌پیچ‌ها نیز باید از یکدیگر جدا شوند. هسته ترانسفورماتور از ورق‌های فلزی بسیار نازکی ساخته‌شده که از نفوذپذیری بالایی برخوردار هستند. به دلیل کاهش تلفات توان (که به تلفات جریان گردابی (ادی) شناخته‌می‌شود) ورقه‌ها باید نازک باشند (بین 0.25 میلی متر و 0.5 میلی متر). همچنین دورهای سیم‌پیچ نیز باید از یکدیگر جدا شوند و معمولا از لاک عایق بدین منظور منظور استفادهمیشود. عایق ترانسفورماتور را می‌توان به صورت خشک یا مایع پرکننده تأمین نمود.
عایق نوع خشک توسط رزین های مصنوعی، هوا، گاز یا خلاء تأمین می‌شود که فقط برای ترانسفورماتورهای با اندازه کوچک (زیر 500 کیلو ولت) مورداستفاده قرار‌می‌گیرد. منظور از نوع عایقی با مایع معمولا استفاده‌از روغنهای معدنی‌است. روغن دارای چرخه عمر طولانی، خصوصیات عایقی خوب، قابلیت اضافه بار است و همچنین قادر‌است خنک‌کنندگی ترانسفورماتور را تامین نماید. عایق روغن همواره در ترانسفورماتورهای بزرگ مورداستفاده قرار‌می‌گیرد.
ترانسفورماتور تکفاز شامل دو سیم‌پیچ، یکی در سمت اولیه و دیگری در طرف ثانویه است که بیشتر در سیستم برق تکفاز استفاده‌می‌شوند. کاربرد سیستم سه‌فاز به معنای استفاده‌از سه واحد تک فاز متصل به سیستم سه‌فاز است که راه حلی گرانتر‌است و در سیستم فشارقوی استفادهمیشود.
کاربردهای این ترانسفورماتور
از مزایای سه واحد تکفاز می‌توان به حمل و نقل و تعمیرات آسان و دسترس‌پذیری واحدهای یدکی اشاره کرد. ترانسفورماتورهای تک فاز به طور گسترده در کاربردهای فشارصعیف تجاری به صورت دستگاههای الکترونیکی مورداستفاده قرار می‌گیرند. این ترانسفورماتورها به صورت ترانسفورماتور فشار ضعیف کار می‌کنند و مقدار ولتاژ خانگی را به مقدار مناسب جهت تغذیه تجهیزات الکترونیکی کاهش می دهند. معمولادر سمت ثانویه، یکسوکننده متصل می‌شود تا ولتاژ AC را به ولتاژ DC که در کاربردهای الکترونیکی مورد استفاده می‌گیرد، تبدیل کند.
——————————————————-
مقالات مرتبط :
معادله EMF ترانس ، نسبت تبدیل ترانس
ترانسفورماتور؛ ساختار؛ عملکرد؛ انواع کاربردها و محدودیت ها
لینک زبان اصلی مقاله :