ساختمان ترانسفورماتور

در این مقاله قصد داریم، به بررسی ساختمان ترانسفورماتور و اجزای آن بپردازیم، تا شما را بیشتر با پروسه و فرآیند این دستگاه ها آشنا کنیم.ساختار ترانسفورماتور یک مدار مغناطیسی را فراهم می‌ کند، که بیشتر به عنوان هسته ترانسفورماتور شناخته می‌ شود و برای ایجاد مسیری برای جریان میدان مغناطیسی طراحی شده است.

این فرآیند مغناطیسی برای دوسیم پیچ ها ضروری هستند زیرا نیاز به یک فرآیند القایی در سیم پیچ های ورودی و خروجی خود دارند، که امری مهم و موثر است.با این حال این نوع ساختار ترانسفورماتور که در آن دو سیم‌ پیچ روی شاخه‌ های جداگانه پیچیده شده‌ اند،آنقدر کارآمد نیست زیرا سیم‌ پیچ های اولیه و ثانویه به خوبی از یکدیگر جدا شده‌اند.

این امر منجر به کوپلینگ مغناطیسی کم بین دو سیم‌ پیچ و همچنین نشت شار مغناطیسی زیادی از خود ترانسفورماتور می شود.اما علاوه بر این ساختار O شکل انواع مختلفی از ساختار ترانسفورماتور و طرح‌ های موجود وجود دارد،که برای غلبه بر این ناکارآمدی‌ ها و تولید یک ترانسفورماتور کوچک‌ تر و جمع و جورتر استفاده می‌ شوند.

بررسی ساختمان ترانسفورماتور

بازده یک ساختار ترانسفورماتور ساده را می‌ توان،با نزدیک کردن دو سیم‌ پیچ به یکدیگر و در نتیجه بهبود کوپلینگ مغناطیسی در ساختمان ترانسفورماتور شد.افزایش و متمرکز کردن مدار مغناطیسی در اطراف سیم‌ پیچ ها نیز ممکن است، کوپلینگ مغناطیسی بین دو سیم‌ پیچ را بهبود بخشد.

اما همین موضوع نیز باعث افزایش تلفات مغناطیسی هسته ترانسفورماتور می شود و با فراهم کردن مسیری با رلوکتانس کم برای میدان مغناطیسی،هسته به گونه‌ ای طراحی می شود، که از جریان‌ های الکتریکی در گردش درون هسته آهنی جلوگیری کند.

جریان‌ های در گردش که جریان‌ های گردابی نیز نامیده می‌ شوند، باعث گرما و تلفات انرژی در هسته ساختمان ترانسفورماتور شده و راندمان ترانسفورماتور را نیز کاهش خواهند داد.

در اکثر انواع ساختار ترانسفورماتور، هسته آهنی مرکزی از ماده‌ ای با نفوذ پذیری بالا ساخته می‌ شود، که معمولاً از ورقه‌ های نازک فولادی سیلیکونی ساخته می‌ شود. این ورقه‌ های نازک به هم متصل می شوند، تا مسیر مغناطیسی مورد نیاز را با حداقل تلفات مغناطیسی فراهم کنند.

همچنین مقاومت ویژه ورقه فولادی بسیار بالا است، بنابراین با نازک کردن این دسته از ورقه‌ های فولادی می توان،هرگونه تلفات جریان گردابی را در ساختمان ترانسفورماتور کاهش می‌ دهد.این ورقه‌ های فولادی ترانسفورماتور از نظر ضخامت از 0.25 میلی‌ متر تا 0.5 میلی‌ متر متغیر هستند.

 

بنابراین از آنجایی که فولاد رسانا است،ورقه‌ های فولادی و هرگونه گل‌ میخ یا پیچ و مهره ثابت کننده توسط یک پوشش بسیار نازک از لاک عایق یا با استفاده از یک لایه اکسید روی سطح،از نظر الکتریکی از یکدیگر عایق می‌ شوند.

انواع ساختمان ترانسفورماتور

به طور کلی نام مرتبط با ساختار یک ترانسفورماتور به نحوه پیچیدن سیم‌ پیج های اولیه و ثانویه به دور هسته فولادی چندلایه مرکزی بستگی دارد. دو طرح رایج و اساسی ساختمان ترانسفورماتور، ترانسفورماتور هسته بسته و ترانسفورماتور هسته پوسته‌ای هستند.

در ترانسفورماتور نوع هسته بسته سیم‌ پیچ های اولیه و ثانویه به بیرون پیچیده شده و حلقه هسته را احاطه می‌ کنند. در ساختمان ترانسفورماتور نوع پوسته‌ ای نیز سیم‌ پیچ های اولیه و ثانویه از داخل مدار مغناطیسی فولادی عبور می‌ کنند، که پوسته‌ ای را در اطراف سیم‌ پیچ ها تشکیل می‌ دهد.

در هر دو نوع طراحی هسته ترانسفورماتور، شار مغناطیسی که سیم‌ پیچ های اولیه و ثانویه را به هم متصل می‌ کند، این نوع کاملاً درون هسته حرکت می‌ کند و هیچ افت شار مغناطیسی از طریق هوا بوجود نمی آورد.

در ساختمان ترانسفورماتور نوع هسته‌ ای نیمی از سیم‌ پیچ همانطور که در بالا نشان داده شده است، به دور هر پایه یا شاخه مدار مغناطیسی یک ترانسفورماتور پیچیده شده است.

البته این سیم‌ پیچ ها به گونه‌ ای چیده نشده اند، که سیم‌ پیچ اولیه روی یک پایه و ثانویه روی پایه دیگر قرار گیرد، بلکه در عوض نیمی از نیمی از این سیم پیچ ها به صورت متحدالمرکز روی هر پایه قرار می‌ گیرند، تا کوپلینگ مغناطیسی افزایش یابد و عملاً تمام خطوط مغناطیسی نیرو به طور همزمان از سیم‌ پیچ ها اولیه عبور کنند.

با این حال با این نوع ساختمان ترانسفورماتور، درصد کمی از خطوط مغناطیسی نیرو به خارج از هسته جریان می‌ یابد و که این موضوع شار نشتی نامیده می شود. هسته ترانسفورماتور نوع پوسته‌ ای نیز بر این شار نشتی غلبه می‌ کند، زیرا هر دو سیم‌ پیچ ها روی یک پایه یا شاخه مرکزی پیچیده می‌ شوند، که دو برابر سطح مقطع دو شاخه بیرونی دارد.

مزیت اینجا این است،که شار مغناطیسی دو مسیر مغناطیسی یک بسته دارد، که قبل از بازگشت به سیم پیچ های مرکزی در اطراف سیم‌ پیچ های خارجی در دو طرف چپ و راست جریان می‌ یابد. این بدان معنا است، که شار مغناطیسی ساختمان ترانسفورماتور در حال گردش در اطراف شاخه‌ های بیرونی این نوع ساختار ترانسفورماتور می باشد.

از آنجایی که شار مغناطیسی مسیر بسته‌ ای در اطراف سیم‌ پیچ ها دارد،این مزیت را دارا می باشد که تلفات هسته را کاهش و راندمان کلی را افزایش دهد.

جمع بندی

در این مقاله به بررسی ساختمان ترانسفورماتور و انواع سیم پیچ های آن اشاره کردیم، که نقش مهمی در ساختار این دستگاه ها دارند و هر کدام فواید و مضرات خود را نیز در بر دارند.

این مسئله سیم پیچی و جریان مغناطیسی بر روی کارکرد و بهره وری این دستگاه ها بسیار موثر می باشد و بهتر است،هنگام تعمیر و بررسی حتما از یک متخصص کمک گرفته شود.مجموعه طاها از بهترین مجموعه های تولید کننده ترانسفورماتور و اجزای آن می باشد، که بهترین کارشناسان را برای تعمیر قطعات این دستگاه ها دارا می باشد.

شما می توانید،برای خرید این دستگاه ها و اجزای آن یا دریافت خدمات برای تعمیر این دستگاه ها به این مجموعه حرفه ای و متخصص مت مراجعه کنید،تا از خدمات تخصصی و حرفه ای آن ها بهره مند شوید،شما می توانید جهت کسب اطلاعات بیشتر و دریافت مشاوره نیز با کارشناسان ما تماس حاصل نمایید.