ترانسفورماتور برق وسیله‌ای است که انرژی الکتریکی را به وسیله دو یا چند سیم‌پیچ و از طریق القای الکتریکی از یک مدار به مداری دیگر انتقال میدهد. طوری‌که جریان در مدار اول باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی در اطراف سیم‌پیچ می‌شود، این میدان مغناطیسی باعث ایجاد ولتاژ در مدار دوم می‌شود که با اضافه کردن یک بار به مدار دوم این ولتاژ می‌تواند باعث ایجاد یک جریان ثانویه شود. این پدیده اساس کار ترانسفورماتور است. اگر میخواهید اطلاعاتی درباره ترانسفورماتور برق کسب کنید تا پایان با ما همراه باشید.
اصول کار ترانسفورماتور برق چگونه است؟
اگر دو سیم پیچ را در کنار یکدیگر قرار دهیم و از یکی از آنها جریان متغیری عبور دهیم، در سیم پیچ دوم ولتاژی القا می‌شود. بنابراین با عبور جریان متغیر از سیم پیچ اولیه یعنی سیم پیچی که ورودی به آن اعمال می شود، در اطراف آن یک میدان مغناطیسی متغیر ایجاد می‌شود. این میدان متغیر، سیم پیچ دوم را قطع میکند و باعث القای ولتاژ در آن می‌شود .همچنین باید به این نکته توجه کنید که در یک ترانسفورماتور بین سیم پیچهای اولیه و ثانویه هیچ تماس الکتریکی وجود ندارد و تمام انرژی ورودی از طریق میدان مغناطیسی به سیم پیچ ثانویه انتقال داده می‌شود .درواقع اصول کار ترانسفورماتور بر دو اصل بنا شده است. جریان برق متناوب، که میدان مغناطیسی متناوب را ایجاد میکند و میدان مغناطیسی متناوب که این امکان را دارد که جریان برق متناوب را در یک سیم پیچ تولید کند.
ساختار ترانسفورماتور به چه صورت است؟
ترانسفورماتور برق از بخش‌های مختلفی تشکیل شده است، که اجزای اصلی آن هسته، سیم پیچ اولیه و سیم پیچ ثانویه است. وظیفه هسته ایجاد مسیری برای شار جریان مغناطیسی میباشد. سیم پیچ اولیه جریان الکتریکی متناوب را از منبع دریافت میکند و سیم پیچ ثانویه جریان را دریافت میکند و به ولتاژهای دیگر تبدیل خواهد کرد. طراحی ترانسفورماتور به این صورت است که سیمهایی که برای یک سیم پیچ استفاده میشوند، باید متناسب با کاربرد و توان عبوری باشد. این سیم‌ها میتوانند یک سیم لاکی نازک باشند. درنتیجه برای اینکه هسته بتواند به سادگی از سیم پیچ جدا شود، سیم‌ها را بهطورمستقیم روی هسته نمیپیچند، بلکه از یک قطعه استفاده می‌کنند که بویین نام دارد. سیم پیچها روی بویین قرار میگیرند و هسته در داخل آن قرار میگیرد.
همچنین باید به این نکته توجه کنید که برخی از این دستگاهها سیم پیچهای بیشتری دارند، درچنین حالتی چندین خروجی از یک ترانسفورماتور نیاز است، بههمین دلیل تعداد سیم پیچها افزایش پیدا خواهد کرد. ترانسفورماتورهایی که به شکل سه فاز هستند، حداقل به دو سیم پیچ اولیه و ثانویه برای هر فاز نیاز دارند.
کاربرد ترانسفورماتور برق چیست؟
امروزه بسیاری از صنایع به ترانسفورماتور برق نیاز دارند. اما مهم‌ترین کاربرد این وسیله مربوط به شبکه برق است. این تجهیزات وظیفه دارند که از سمت تولیدکننده ولتاژ را افزایش دهند و از سمت مصرف کننده ولتاژ را کاهش دهند، که دراین حالت از ترانسفورماتورهای سه فاز استفاده می‌شود. کاربرد ترانسفورماتور در صنعت به این صورت است که انرژی الکتریکی بعد از تولید در نیروگاه و انتقال آن به مصرف کننده به شکلهای مختلفی انجام میگیرد.
طراحی دستگاههای مصرف کننده طوری است که از برق تولیدشده با همان شکل و ولتاژ استفاده کنند. اما در برخی از کاربردهای دیگر نیاز است که سطح ولتاژ شبکه تغییر کند. یکی دیگر از کاربردهای ترانسفورماتور، استفاده از آن در بخش برق قدرت است. همچنین ترانسهای ولتاژ در خطوط انتقال، ترانس تطبیق امپدانس در آمپلی فایرها، ترانس ایزوله در تعمیرات، ترانس کاهنده ولتاژ بهعنوان منبع تغذیه برای مدارات الکترونیکی و ترانسفورماتورهای استفاده شده در منابع سوییچینگ مورد استفاده قرار میگیرند.
اجزاء ترانسفورماتور چیست؟
یک ترانسفورماتور برق از اجزای مختلفی تشکیل شده است که شامل سیم پیچهای اولیه و ثانویه، بدنه ترانسفورماتور که شامل درب، سینی و شاسی است. رله، دیود، خازن، ترانزیستور، آی سی، هسته ترانس، برق گیر، پلیت، فیوز فشارضعیف، پلاک راهنما، مقاومتها، چراغ سینال، روغن، سیم لاکی، کیت الکترونیکی فشارضعیف، سیستم تهویه هوای داخل و پتانسیومتر است.
انواع ترانس چیست؟
برای اهداف خاصی ترانسفورماتورها تولید میشوند که هریک کاربرد مشخصی دارند. برخی از ترانسفورماتورها که بیشتر مورد استفاده قرار میگیرند، به شرح زیر است:
ترانس ولتاژ: ترانسفورماتوری که ولتاژ اولیه آن زیاد و ولتاژ ثانویه آن کم باشد و هدف آن، ایجاد ولتاژ قدرت برای دستگاههای کنترل و اندازه گیری باشد، ترانس ولتاژ نامیده می‌شود. این ترانسفورماتور باید بسیار دقیق عمل کند.
ترانس جریان: این نوع ترانس، برای تست، نسبتگیری جریان و مقایسه گذر جریان از سیم پیچ اولیه و القای جریان در سیم پیچ ثانویه مورد استفاده قرار میگیرد. درواقع در بخشهایی که نیاز است جریان به‌صورت دقیق تحت نظر باشد از این نوع ترانسفورماتور استفاده می‌کنند.
ترانس هسته هوایی: برای برطرف کردن مشکلاتی که ترانسفورماتور با هسته فرومغناطیس دارد، مانند پسماند شار مغناطیسی و تلفات جریان گردابی این امکان وجود دارد که از ترانسفورماتور با هسته هوایی استفاده کرد. همچنین برای مبدل‌های فرکانس بالا که نبودن نویز بسیار مهم است، این نوع ترانسفورماتور مورد استفاده قرار میگیرد.
ترانس تطبیق امپدانس: این نوع ترانس برای انتقال بیشترین توان برای امپدانس مقاومتی و جلوگیری از انعکاس امواج ولتاژ و جریان استفاده می‌شود.
راکتور اشباع: برای کم کردن تلفات سوییچینگ از ترانزیستورهای قدرت از راکتور اشباع استفاده می شود. این دستگاه نوع خاصی است که هسته آن را با جریان DC عمدا اشباع می‌کنند تا خاصیت القایی آن پایین آید.
ترانس تفاضلی متغیر خطی: این نوع ترانس برای اندازه گیری، جابه جایی خطی مورد استفاده قرار میگیرد و به صورت استوانه است. همچنین دارای سه عدد سیم پیچ میباشد.
مزایا و معایب ترانسفورماتور برق
استفاده از ترانسفورماتور برق مانند هر دستگاه دیگری دارای مزایا و معایب بسیاری است. یکی از مهم‌ترین مزایای این دستگاه این است که امکان انتقال قدرت و سیگنال‌های الکتریکی را در مسافتهای طولانی ایجاد میکند. این تجهیزات این امکان را دارند که به‌صورت مداوم و طولانی مدت فعالیت کنند. مزیت دیگر این دستگاه این است که کمتر نیاز به تعمیر و نگهداری دارد. همچنین این محصولات در کنترل و تثبیت ولتاژ انتقالی، کارایی خوبی دارند.
ترانسفورماتورها معایب کمی دارند، از مهم‌ترین عیب این دستگاه سایز بزرگ آنها است. همانطور که میدانید ترانسهایی با اندازههای کوچک نیز وجود دارند اما با افزایش ولتاژ، اندازه دستگاه نیز افزایش پیدا خواهد کرد. درواقع نه تنها ساختار اصلی دستگاه، بلکه حجم سیستم خنک کننده نیز افزایش پیدا میکند. ترانسفورماتور تنها با جریان AC کار میکند و کارکرد آن تنها برای جریانهای متناوب میباشد و اگر ترانسفورماتور با ولتاژ DC اتصال پیدا کند، دچار سوختگی خواهد شد.
نتیجه گیری
ترانسفورماتور برق، یک دستگاه الکتریکی است که برای تبدیل جریان متناوب از یک ولتاژ به ولتاژ دیگر طراحی و تولید شده است. این دستگاه هیچ قطعه متحرکی ندارد و یک دستگاه ثابت است که می‌تواند تحت شرایط عملیاتی، بدون مشکل و برای مدت طولانی کار کند. این دستگاه، در حالت ساده از دو سیم پیچ یا بیشتر تشکیل شده است و شامل سیم‌های عایق‌دار است که روی یک هسته فلزی قرار دارند. هنگامیکه ولتاژ به سیم پیچ اولیه وارد می‌شود، در هسته آهنی، خاصیت مغناطیسی رخ خواهد داد و بعد یک ولتاژ در سیم پیچ ثانویه ایجاد می‌شود. این دستگاه امروزه در صنعتهای مختلف بسیار کاربردی است و براساس نیاز این محصول انتخاب و خریداری می‌شود.
پیشنهاد می‌کنیم به سایت طاها ترانس مراجعه کنید، این مجموعه دارای تیمی متخصص است که اقدام به تولید انبوه و ساخت انواع ترانسفورماتور کرده است که بعد از چندین سال فعالیت، بهعنوان یکی از بهترین تولیدکنندگان ترانسفورماتور در کشور مطرح شده است. همچنین برای کسب اطلاعات بیشتر میتوانید با کارشناسان تماس حاصل کنید. طاها ترانس توانایی تولید ترانس های برق خانگی و صنعتی را به صورت عمده را دارا می باشد
مقاله پیشنهادی
