آیا می شود از ترانس تک فاز برای برق سه فاز استفاده کرد؟

یکی از پرسش های بنیادین در حوزه ی سیستم های قدرت، امکان بهره برداری از ترانس تک فاز برای برق سه فاز است. در نگاه نخست، شاید این گمان پیش آید، که با تغییر اتصالات یا افزایش ولتاژ بتوان از یک ترانس تک فاز، خروجی سه فاز دریافت کرد. اما واقعیت فنی چیز دیگری می باشد.

ترانسفورماتور تک فاز ذاتا تنها قادر به تغییر سطح ولتاژ در یک مسیر است و هیچ ساختار داخلی برای ایجاد اختلاف فاز 120 درجه ای میان سه سیم پیچ ندارد. از این رو، پاسخ قاطع به این پرسش منفی است، مگر آن که از روش های مکملی چون؛ مبدل های الکترونیکی یا ترانس های خاص با آرایش ویژه بهره گرفت. درک این تمایز، پایه ی بسیاری از تصمیم گیری های صحیح در طراحی شبکه و انتخاب تجهیزات به شمار می آید.

در ادامه به بررسی روش های استفاده از این وسیله در خطوط سه فاز می پردازیم، مقاله ی ما را از دست ندهید.

اهمیت بهره برداری از ترانس تک فاز برای برق سه فاز

برای پاسخ به این درخواست، ابتدا باید یک نکته ی کلیدی را روشن کنم: اهمیت بهره برداری از ترانس تک فاز برای برق سه فاز، درواقع نه خود ترانس، بلکه به روش های تبدیل بر می گردد. ترانس تکفاز بهتنهایی سه فاز نمی سازد.

اما اهمیت این موضوع از آن جهت می باشد، که در بسیاری از مناطق، برق سه فاز در دسترس نیست و صنایع کوچک ناچارند با کمترین هزینه، از تک فاز موجود، سه فاز مورد نیاز خود را تامین کنند. استفاده از ترکیب ترانس تک فاز با مبدل یا آرایش خاص، به عنوان یک راهکار اقتصادی و عملیاتی مطرح می شود. در ادامه، هر یک از جنبه های مهم این بهره برداری را بررسی می گردانیم؛

１.کاهش هزینه های زیرساختی

بهره برداری از ترانس تک فاز برای برق سه فاز، بین کاربران بسیار رایج است. اغلب کارگاه ها و واحد های تولیدی کوچک به دلیل دوری از شبکه ی شهری یا هزینه ی بالای اشتراک سه فاز، نمی توانند مستقیما از برق سه فاز استفاده کنند. در چنین شرایطی، استفاده از یک ترانس تک فاز به همراه مبدل الکترونیکی یا خازن گذاری مناسب، هزینه ی اولیه را به شدت کاهش می دهد.

به جای پرداخت مبالغ گزاف برای کشیدن کابل های جدید و تعویض تابلو برق، با سرمایه ای بسیار کمتر، نیاز اولیه ی دستگاه های سه فاز برطرف می شود. این صرفه جویی برای کسب و کار های نوپا که بودجه ی محدودی دارند، یک مزیت رقابتی محسوب می شود و امکان شروع کار را بدون انتظار برای توسعه ی شبکه فراهم می آورد.

２.افزایش بهره وری و پایداری دستگاه ها

بهره برداری از ترانس تک فاز برای برق سه فاز را جدی بگیرید. بسیاری از تجهیزات صنعتی مانند؛ کمپرسور ها، پمپ ها و موتور های سه فاز، در مقایسه با نمونه ی تک فاز، راندمان بالاتر و لرزش کمتر دارند.

اگر بتوان با کمک ترانس تک فاز و مبدل مناسب، این دستگاه ها را در محیطی که فقط تک فاز موجود است به کار انداخت، عملا از مزایای سه فاز بدون نیاز به تغییر شبکه بهره مند می شوید. این کار باعث کاهش تلفات انرژی، طول عمر بیشتر موتور ها و عملکرد نرم تر خط تولید می گردد. بهره وری کلی سیستم افزایش یافته و هزینه های تعمیر و نگهداری به میزان محسوسی کاهش پیدا می کند.

３.انعطاف پذیری در مکان یابی پروژه ها

بهره برداری از ترانس تک فاز برای برق سه فاز، از انتخاب های اصلی افراد برای انتقال نیرو است. یکی از محدودیت های بزرگ در راه اندازی واحدهای تولیدی، دسترسی به برق سه فاز می باشد. با بهره گیری از روش های تبدیل تک فاز به سه فاز (با کمک ترانس و مبدل)، این محدودیت تا حد زیادی برطرف خواهد شد.

کارگاه خود را در مناطقی راه اندازی گردانید، که هزینه ی زمین یا اجاره پایین تر است، حتی اگر شبکه ی برق آن جا تنها تک فاز باشد. این انعطاف پذیری به کارآفرینان امکان می دهد، بدون وابستگی به موقعیت جغرافیایی خاص، کسب و کار خود را گسترش دهند و از مزایای اقتصادی مناطق مختلف بهره مند شوند.

４. کاهش تلفات شبکه و بهبود ضریب قدرت:

بهره برداری از ترانس تک فاز برای برق سه فاز، از دغدغه های اصلی برای تثبیت انرژی در شبکه ها می باشد. سیستم های سه فاز به دلیل توزیع متوازن جریان، تلفات کمتری در سیم ها و کابل ها ایجاد می کنند. وقتی با استفاده از ترانس تک فاز و مبدل، بتوانیم بار های سه فاز را از یک منبع تک فاز تغذیه گردانیم، در واقع فشار از روی یک فاز برداشته شده و جریان به صورت متوازن تری در مدار توزیع می شود.

این امر به بهبود ضریب قدرت شبکه کمک کرده و از افت ولتاژ های ناگهانی جلوگیری می کند. در نتیجه، تجهیزات جانبی مانند؛ کلید ها و فیوز ها فشار کمتری تحمل می نماید و طول عمر مفید کل سیستم الکتریکی افزایش می یابد.

روش های رایج تبدیل و بهره برداری از ترانس تک فاز برای برق سه فاز

برای پاسخ به این سؤال، باز هم باید بر یک نقطه ی اساسی تاکید کنم: ترانس تک فاز به تنهایی هیچ گاه برق سه فاز تولید نمی گرداند. پس وقتی از «روش های بهره برداری از ترانس تک فاز برای برق سه فاز» صحبت می نماییم، درواقع از ترکیب ترانس تک فاز با سایر تجهیزات یا آرایش های خاص اتصال حرف می زنیم.

این روش ها در عمل بسته به نوع مصرف، توان مورد نیاز و بودجه، تفاوت زیادی دارند. برخی کاملا الکترونیکی اند، برخی مبتنی بر سیم پیچ های خاص و برخی دیگر با خازن های کمکی وابسته هستند. در ادامه، متداول ترین این روش ها را بررسی می کنیم؛

１. استفاده از مبدل الکترونیکی قدرت (اینورتر/درایو)

درباره مسائلی مثل؛ بهره برداری از ترانس تک فاز برای برق سه فاز با کارشناسان متخصص صحبت کنید. این روش، رایج ترین و حرفه ای ترین راهکار امروزی است. در این روش، برق تک فاز ابتدا به جریان مستقیم (DC) تبدیل شده، سپس با مدارات الکترونیکی، دوباره به سه فاز با اختلاف فاز 120 درجه تبدیل می شود.

ترانس تک فاز در این مسیر فقط برای تنظیم ولتاژ ورودی یا ایزولاسیون به کار می رود. مزیت اصلی این روش، کیفیت عالی خروجی، قابلیت تنظیم فرکانس و ولتاژ و حفاظت کامل در برابر نوسانات است. تنها عیب آن هزینه ی نسبتا بالاتر و نیاز به دانش فنی برای نصب و تنظیم اولیه است.

２. اتصال اسکات با دو ترانس تک فاز

اتصال اسکات با دو ترانس تک فاز روشی متداول برای بهره برداری از ترانس تک فاز برای برق سه فاز می باشد. این یک رویکرد کلاسیک در مهندسی برق است، که با استفاده از دو ترانس تک فاز با سرتپ های مخصوص، بتوان از یک ورودی دو فاز یا تک فاز، خروجی سه فاز متقارن گرفت.

در این آرایش، یک ترانس به عنوان ترانس اصلی و دیگری در نقش سیستم کمکی با تپ های 86.6٪ بسته می شود. این روش بیشتر در سیستم های ریلی و آزمایشگا ههای قدیمی کاربرد دارد. نیاز به محاسبات دقیق و ترانس های با طراحی خاص دارد و برای توان های بالا چندان اقتصادی نیست، اما در صورت وجود ترانس های مناسب، راهکاری بی نهایت پایدار و بدون نویز الکترونیکی محسوب می گردد.

３. روش خازن گذاری با ترانس افزایش ولتاژ

بهره برداری از ترانس تک فاز برای برق سه فاز نیازمند استفاده از تجهیزات متعدد است. خازن گذاری با ترانس افزاینده که بیشتر برای راه اندازی موتور های سه فاز کوچک به کار می رود، شامل؛ یک ترانس تک فاز برای بالا بردن ولتاژ به سطح موردنیاز موتور و یک خازن دائمی یا خازن راه انداز است.

هرچند خروجی یک سه فاز ایده آل نیست و گشتاور راه اندازی ضعیفی بوده اما برای کار های سبک مانند؛ فن ها و پمپ های کوچک کاملا جواب می دهد. هزینه ی بسیار پایین و سادگی اجرا، مزیت اصلی آن می باشد.

４.استفاده از ترانس سه فاز با ورودی تک فاز

بهره برداری از ترانس تک فاز برای برق سه فاز، با توجه ویژه ای از سوی مردم رو به رو شد. برخی ترانس های سه فاز طراحی خاصی دارند، که قابلیت تغدیه از یک ورودی تک فاز را ارائه می دهند و در خروجی سه فاز دریافت می نمایند.

این گروه از تجهیزات معمولا دارای تپ های اضافی روی سیم پیچ اولیه هستند و با تغییر آرایش اتصال، امکان تبدیل فاز را فراهم می کنند. این روش بسیار ساده و همه کاره است، زیرا همه چیز در یک جعبه جمع شده و نیازی به تجهیزات جانبی نخواهید داشت.

سخن آخر

در مقاله ی بالا درباره ی بهره برداری از ترانس تک فاز برای برق سه فاز، توضیح دادیم. ترانس تک فاز به تنهایی سه فاز نمی سازد. اما با کمک مبدل ها، آرایش های خاص یا خازن گذاری، می توان از آن برای تامین برق سه فاز در شرایط محدود بهره گرفت.

انتخاب روش مناسب، به توان مصرفی، بودجه و پایداری مورد نیاز بستگی دارد. جهت خرید اینترنتی این ابزار پیشنهاد ما رجوع به بازار اینترنتی طاها ترانس است.

سوالات متداول

• آیا می توان با یک ترانس تک فاز معمولی، موتور سه فاز را روشن کرد؟

خیر، مگر اینکه از خازن کمکی یا مبدل الکترونیکی همراه ترانس استفاده کنید. در غیر این صورت موتور فقط لرزش داشته و روشن نمی شود.

• ارزان ترین روش تبدیل تک فاز به سه فاز چیست؟

روش خازن گذاری با یک ترانس افزایشدهنده، کم هزینه ترین راه است. اما فقط برای موتورهای کوچک زیر 3 کیلووات و با گشتاور ضعیف پاسخ می دهد.

• روش پیشنهادی شما برای یک کارگاه متوسط چیست؟

استفاده از مبدل الکترونیکی (اینورتر) بههمراه یک ترانس ایزولاسیون تک فاز. چون خروجی پایدار، قابلیت تنظیم ولتاژ و فرکانس و حفاظت کامل در برابر نوسانات را دارد.