ترانسفورماتور یکی از مهم ترین اجزای شبکه برق به حساب می آید به کمک این ترانس شما می توانید برق را از یک نقطه به نقطه دیگر انتقال دهید. این قطعه در ابعاد کوچکتر در الکترونیک و در ابعاد بزرگ تر در برق صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. برای اینکه با این المان بهتر آشنا شوید و بدانید ترانسفورماتور چیست و چه کاربردی دارد تا پایان مقاله با ما همراه باشید.
معرفی ترانسفورماتور
ترانسفورماتور یک دستگاه الکتریکی است که از طریق القای الکترومغناطیسی می‌تواند انرژی الکتریکی را بین تعدادی سیم پیج منتقل کند. یا به عبارت ساده‌تر ترانسفورماتور یک قطعه است که از دو یا چند سیم‌پیچ تشکیل شده، این سیم‌پیچ‌ها دور یک هسته مغناطیسی پیچیده شده‌اند. جنس این هسته از ماده عایق الکتریکی است.
این المان عمدتاً برای تأمین انرژی الکتریکی استفاده می شود و کاربرد آن شامل انتقال انرژی الکتریکی و تبدیل از یک ولتاژ به ولتاژ دیگر است. به این صورت که، جریان تغییر در سیم پیچ های اولیه ترانسفورماتور یک میدان مغناطیسی متغیر در هسته ترانسفورماتور ایجاد می کند و عمل میدان مغناطیسی منجر به ایجاد ولتاژ در سیم‌پیچ‌های ثانویه می‌شود.
یکی از مهم ترین کاربرد های ترانسفورماتورها کاهش جریان پیش از خطوط انرژی الکتریکی است. به این دلیل از ترانسفورماتور ها در ابتدای خطوط استفاده می کنند که همه هادی های الکتریکی دارای مقاومت الکتریکی مشخصی هستند. این مقاومت باعث تلاف شدن انرژی در طول مسیر انتقال الکتریکی می شود.
انواع ترانسفورماتور
سازندگان و استانداردها در کشورهای مختلف ترانسفورماتورها را به چند نوع طبقه بندی کرده اند وتعاریفی برای آنها ارائه کرده اند.برخی ترانسفورماتورها را بسته به مورد و ترتیب استفاده متفاوت شناخته اند مانند اتو ترانس ،ترانس های تقویتی. گروهی از ترانسها را به غیر از ترانسفورماتور اینسترومنتی ترانس جریان و ولتاژ ، ترانس قدرت می نامند.
این نوع تقسیم عملا محدوده وسیعی را در بر می گیرد که یک طرف آن ترانسفوماتورهای کوچک و قابل حمل با ولتاژ ضعیف قرار می گیرد و در طرف دیگر ترانسفوماتورهای بزرگ برای تبدیل ولتاژ خروجی ژنراتور به شبکه و ولتاژ خط انتقال برق استفاده می شود. بین این دو اندازه (متوسط) ترانسفورماتورهای توزیع یا انتقال در موسسات الکتریکی و ترانسفورماتورها برای تبدیل به ولتاژ استاندارد قرار دارند.
ترانس ها بیشتر به دو صورت جداری و هسته ای طراحی می شوند. در نوع جداری، سیم پیچ روی یک هسته پیچیده می شود و نیمی از مدار مغناطیسی فلزی از یک طرف و نیمی دیگر در سمت دیگر هسته بسته می شود.در نوع هسته ای هر سیم پیچ شامل نیمی از یک سیم پیچ فشار پایین و نیمی از یک سیم پیچ فشار بالا است که هر کدام روی یک بازوی هسته قرار دارند.نوع جداری بیشتر در مواقعی که ولتاژ ضعیف و خروجی زیاد است و از نوع هسته زمانی که ولتاژ بالا و خروجی کم است به کار می روند.
کاربرد ترانسفورماتورها
ترانسفورماتورها یکی از کارآمدترین تجهیزات الکتریکی هستند، بنابراین راندمان می تواند در برخی از ترانسفورماتورهای بزرگ به 75٪99 برسد. در حال حاضر نوعی دیگر از ترانس ها مرسوم به بوسترفورمر تولید شده اند که در سیستم تغذیه راه آهن استفاده می گردد. در این ترانسفورماتور از یک عایق ساده به جای روغن استفاده کرده اند. این ترانس ها هم از نظر اقتصادی مقرون به صرفه هستند و هم برای محیط زیست ضرر کمتری دارند. تکنولوژی که در این تراتس ها بکار رفته مانند Powerformer ها و Dryformer ها مبتنی بر استفاده از کابلها می باشد. همچنین هزینه سرویس و نگه داری این ترانس ها کمتر است و ایمنی بالای دارند. این ترانسفورماتورها به فاصله 5 کیلومتر از یکدیگر در مسیر خطوط راه آهن بر روی فیدر نصب می گردند در حال حاضر کشورهای اروپایی در حال ساخت ای نوع ترانس هستند.
ترانسفورماتور تک فاز و سه فاز
یکی از رایج ترین انواع ترانسفورماتورها بر اساس سیگنال ورودی است که به ترانسفورماتورهای تک فاز و سه فاز معروف است. ترانسفورماتور سه فاز کارآمدتر و مقرون به صرفه تر است. از طرف دیگر حمل و نقل ترانسفورماتور تک فاز آسانتر است.
مقاله پیشنهادی: ترانس ایزوله
ترانسفورماتور جریان
برای اندازه گیری جریان الکتریکی استفاده می شود. این ترانسفورماتور قادر است جریان های بزرگ را به جریان های قابل اندازه گیری دستگاه تبدیل کند. این ترانس از نظر ساخت به دو دسته هسته پایین و هسته بالا تقسیم می شود و عموم مردم از آن استفاده می کنند.
یک ترانسفورماتور جریان از دو سیم پیچ اولیه و ثانویه تشکیل شده است که جریان واقعی در ستون از اولیه عبور می کند و پس از عبور این جریان و بازیابی آن جریان کمی (تقریباً چند آمپر) در ثانویه ایجاد می شود. سیم پیچ ثانویه این ترانسفورماتورها کوچکتر از سیم پیچ اولیه آن است، که تمام مشخصات جریان در سیم پیچ اولیه خود را تا حد زیادی دارا می باشد به تجهیزات کم فشار پست ها و رله ها و نشانگرها متصل می شود.
ثانویه این ترانسفورماتورها دارای یک سیم پیچ با چرخش های بیشتر نسبت به ترانسفورماتور اولیه است که اغلب از یک شمش یا چندین دور شمش تشکیل شده است. در ثانویه سیم های دور هسته سیم های لاکی هستند. اندازه بار در ثانویه از نکته هایی است که در طراحی برینه سیم پیچ سودمند است. این ترانس ها باید به گونه ای باشند که در شرایط عادی و شرایط بحرانی توانایی انداره گیری و نمونه گیری جریان را داشته باشند.
ترانسفورماتور ولتاژ
ترانسفورماتور ولتاژ یکی از کارآمدترین و منحصر به فرد ترین انواع ترانسفورماتورها است که در ابتدا ولتاژ بالا و سپس از ولتاژ کمی برخودار هستند. توان نامی این ترانس بسیار کم است. ترانس ولتاژ سرعت متفاوتی دارد و می توانید با توجه به نوع دستگاه خود از آن استفاده کنید. از آنجایی که از ترانس ولتاژ برای نمونه برداری ولتاژ استفاده می شود، باید بسیار دقیق باشد تا ولتاژ واقعی مخدوش نشود و سر خروجی ترانسفورماتور ولتاژ بر خلاف ترانسفورماتور جریان هرگز نباید اتصال کوتاه داشته باشد.
ترانسفورماتور ولتاژ خازنی(cvt)
این یک نوع مبدل ولتاژ است که برای تبدیل ولتاژ بالای سامانه انتقال انرژی به مقدار قابل اندازه گیری استفاده می شود و می تواند برای حفاظت و کنترل سامانه ولتاژبالا استفاده شود. ترانسفورماتورهای پتانسیل (PT) دارای دو سیم پیچ اولیه و ثانویه هستند و اولیه مستقیماً به ولتاژ بالا متصل است. آنها در سطح ولتاژ 132 کیلو ولت استفاده می شوند. در حالی که CVT ها در ولتاژهای بالاتر استفاده می شوند. در ترانسفورماتور ولتاژ خازن از خازن به عنوان تقسیم کننده ولتاژ استفاده می شود و بازوی تقسیم کننده ولتاژ بین فاز و زمین شبکه قدرت متصل می شود. سی وی تی(CVT)همچنین نقش یک خازن جفت شدگی را ایفا می کند و سیگنال های حامل فرکانس بالا را از خط برق به خط انتقال جفت می کند.
اتو ترانسفوماتور
اتو ترانسفورماتور به عنوان قوی ترین و پایدارترین ترانسفورماتور شناخته می شود. اتوترانس کمی با سایر ترانسفورماتورها متفاوت است و به جای داشتن سیم های متعدد، یک سیم پیچ دارد که سرهای متفاوتی دارد. مهمترین ویژگی این نوع ترانس نسبت به سایرین قیمت کم و هم از سایز و ابعاد کوچکتر برخوردار است.
ترانسفورماتور خشک یا رزینی
این ترانس به عنوان عایق استفاده می شود. مهم ترین ویژگی زرینی عدم آتش سوزی آنهاست. اگر اتاق ترانس درون ساختمان باشد باید از ترانس خشک استفاده شود.
ترانسفورماتور روغنی
در این ترانس ها از روغن به عنوان عایق بین سیم پیچ ها استفاده می شود، روغن به دلیل خاصیت عایق کاری بالایی که دارد می تواند در برابر دمای بالا مقاومت کند و اجازه آسیب به ترانس را نمی دهد
سخن پایانی
می توان گفت که در دنیای امروزی استفاده از ترانسفورماتور به یکی از پر استفاده ترین و ضروری ترین وسایل تبدیل شده است. در این مقاله سعی کردیم شمارا با مفهوم ترانسفورماتور آشنا کنیم. در همین راستا گروه صنعتی طاها ترانس توانسته با تولید انواع ترنسفورماتورها در چند سال اخیر به یکی از قطب های تولید ترانس در ایران تبدیل شود. برای خرید ترانسفورماتور می توانید به آدرس این وب سایت مراجعه نمایید.
مقاله پیشنهادی
