ترانسفورماتور یک وسیله برقی مهم است و در اشکال و انواع مختلفی موجود است که هر کدام مزایای کاربردی خاص خود را دارند.هدف از ارائه این مقاله آشنایی با ترانس افزاینده و تعریف آن می باشد.
ترانسفورماتور افزاینده چیست؟
ترانسفورماتوری که ولتاژ ثانویه آن بالاتر از ولتاژ اولیه آن است، می تواند به عنوان ترانسفورماتور افزاینده تعریف شود. این نوع ترانسفورماتور به دلیل توانایی افزایش ولتاژ دریافتی برای پاسخگویی به کاربرد های خاص شناخته شده است. به عنوان مثال، در کشوری با منبع برق 110 ولت، از ترانسفورماتورهای افزاینده به منظور تولید برق 220 ولت استفاده می شود زیرا می توانند ولتاژ برق را افزایش دهند.
ترانسفورماتور افزاینده چگونه کار می کند؟
هنگامی که جریان متناوب از سیم پیچ اولیه یا ورودی ترانسفورماتور عبور می کند، یک میدان مغناطیسی متغیر در هسته آهن ایجاد می شود. سپس این میدان مغناطیسی جریان متناوب AC را با فرکانس مشابه در سیم پیچ ثانویه یا خروجی ترانسفورماتور فعال می کند. به طور کلی، یک ترانسفورماتور افزاینده با تعداد دور بیشتر سیم در سیم پیچ ثانویه همراه است که باعث افزایش ولتاژ دریافتی در سیم پیچ ثانویه می شود. به این ترتیب، به آن ترانسفورماتور افزاینده گفته می شود زیرا ولتاژ خروجی ثانویه از ولتاژ ورودی اولیه بزرگتر است. اگر سیم پیچ ثانویه دو برابر سیم پیچ داشته باشد، میزان ولتاژ خروجی در مقایسه با ولتاژ ورودی دو برابر افزایش می یابد.در ادامه آشنایی با ترانسفورماتور افزاینده و مزایای آن برای شما مطرح خواهد شد.
از این رو، به عبارت ساده تر، ترانسفورماتور افزاینده با توجه به نیاز یا کاربرد، ولتاژ پایین در سیم پیچ اولیه را به ولتاژ بالاتر در سیم پیچ ثانویه افزایش می دهد. ولتاژ از سیم پیچ اولیه به سیم پیچ ثانویه به گونه ای افزایش می یابد که باعث می شود منبع تغذیه با تجهیزات سازگار باشد. این بدان معناست که اگر قرار است از یک وسیله برقی استفاده کنید که با 220 ولت کار می کند و منبع تغذیه اصلی فقط 110 ولت استترانسفورماتور افزاینده 110 ولت را به حدی افزایش می دهد که با نیاز دستگاه مورد نظر مطابقت داشته باشد.
با این حال، قبل از استفاده از هر نوع ترانسفورماتور، ظرفیت وات آن را بررسی کنید.برای آشنایی با ترانسفورماتور افزاینده می توانید از مقاله مبانی و اصول ترانسفورماتورهای کاهنده و افزاینده دیدن فرمایید.
مزایای استفاده از ترانسفورماتورهای افزاینده
با پیشرفت روز افزون ترانسفورماتورهای افزاینده، از آن ها برای انتقال برق به شهرها و روستاهای دورافتاده در سراسر جهان استفاده شده است. استفاده از ترانسفورماتور افزاینده باعث کاهش قیمت برق و در عین حال انتقال برق به نقاط دور افتاده را به یک امر ارزان قیمت تبدیل کرده است.
تعجبی ندارد که چندین کشور در حال توسعه از ترانسفورماتورهای افزاینده استفاده کرده‌اند تا از برق برای روشن کردن مناطق با قیمت مناسب استفاده کنند.
ترانسفورماتور استپ آپ چیست؟
ترانس افزاینده نوعی ترانسفورماتور است که ولتاژ پایین (LV) و جریان بالا را از سمت اولیه ترانسفورماتور به ولتاژ بالا (HV) و مقدار جریان پایین در سمت ثانویه ترانسفورماتور تبدیل می کند. معکوس این به عنوان ترانسفورماتور کاهنده شناخته می شود.
مشخصات ترانس افزاینده
ترانسفورماتور قطعه ای از تجهیزات الکتریکی ساکن است که انرژی الکتریکی از سیم پیچ های جانبی اولیه را به انرژی مغناطیسی در هسته مغناطیسی ترانسفورماتورو دوباره به انرژی الکتریکی در سمت ترانسفورماتور ثانویه تبدیل می کند. ترانس افزاینده کاربردهای گسترده ای در سیستم های الکتریکی و خطوط انتقال دارد.
فرکانس کاری و توان اسمی در دو طرف ترانسفورماتور اولیه و ثانویه تقریباً برابر است زیرا ترانسفورماتور یک قطعه تجهیزات بسیار کارآمد است در حالی که مقادیر ولتاژ و جریان معمولاً متفاوت است.
ترانسفورماتور می تواند انرژی را در هر دو جهت انتقال دهد، از سمت HV به سمت LV و همچنین بر عکس. به همین دلیل است که می تواند به عنوان یک ترانسفورماتور افزایش یا کاهش ولتاژ کار کند. هر دو نوع ترانسفورماتور طراحی و ساخت یکسانی دارند.
از نظر تئوری، ما می توانیم هر ترانسفورماتور را به‌عنوان افزاینده و همچنین به‌عنوان یک نوع کاهنده به کار گیریم. این فقط به جهت جریان انرژی بستگی دارد.
ترانس افزاینده چیست؟
ترانس افزاینده ترانسفورماتوری است که ولتاژ را از سیم پیچ اولیه به سیم پیچ ثانویه افزایش می‌دهد در حالی که همان توان را در فرکانس نامی در هر دو سیم پیچ مدیریت می کند. ولتاژ پایین و جریان بالا را از سمت اولیه به ولتاژ بالا و جریان پایین در سمت ثانویه ترانسفورماتور تبدیل می کند.
سیم پیچ های HV در مقایسه با سیم پیچ های LV دارای تعداد زیادی چرخش هستند. سیم در سیم پیچ LV به دلیل مقدار جریان بالاتر در سمت LV، سطح مقطع بزرگتری نسبت به سیم HV دارد. معمولا سیم پیچ های LV را نزدیک به هسته ترانسفورماتور قرار می دهیم و روی آنها سیم پیچ های HV را می پیچیم.
افزایش برنامه های کاربردی ترانس افزاینده
یک ترانسفورماتور افزایش دهنده کوچک را می توان در دستگاه های الکترونیکی و الکتریکی که در آن تقویت ولتاژ مورد نیاز است استفاده کرد. اما امروزه در وسایل الکترونیکی مدرن، مدارهای الکترونیکی قدرت به دلیل وزن و ابعاد کوچکتر، بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند.
ترانسفورماتور افزایش قدرت به عنوان یک ترانسفورماتور افزایش دهنده تولید، برای افزایش توان تولید شده به سطح ولتاژ بالاتر برای انتقال کارآمد برق استفاده می شود.
ترانس افزاینده چگونه ساخته می شود
ترانس افزاینده از سیم پیچی، هسته، محفظه و سایر لوازم جانبی ساخته شده است.
هسته ترانسفورماتور افزاینده
هسته ترانسفورماتور از یک ماده بسیار نفوذپذیر ساخته شده است. لایه های فولادی نازک سیلیکونی مونتاژ شده و محکم بسته می شوند تا هسته را تشکیل دهند.
این هسته طوری طراحی شده است که به شار مغناطیسی اجازه می دهد تا با حداقل تلفات به سرعت از آنها عبور کند.
ماده هسته دارای نفوذپذیری بالاتری نسبت به هوای اطراف است. این نفوذپذیری بالای مواد هسته باعث می شود خطوط میدان مغناطیسی در مواد هسته محدود شده و در نتیجه با کاهش تلفات ترانسفورماتور، کارایی ترانسفورماتور افزایش یابد.
هسته های مغناطیسی اگرچه در اجازه دادن به جریان شار مغناطیسی در سراسر آنها سودمند هستند، اما منجر به تلفات هسته مانند تلفات جریان گردابی به دلیل پسماند می شوند. بنابراین، مواد با فشار و پسماند کم برای ساخت هسته های مغناطیسی مانند فولاد سیلیکونی یا فریت ترجیح داده می شوند.
هسته ترانسفورماتورها لمینیت شده است تا جریان گردابی را در حداقل پایین نگه دارد تا از گرم شدن هسته جلوگیری شود. انرژی الکتریکی در گرم کردن هسته تلف می شود و در نتیجه بازده ترانسفورماتور کاهش می یابد.
سیم پیچ ترانس افزاینده
سیم پیچ های ترانسفورماتور برای حمل جریان هستند و این سیم پیچ ها عایق بوده و برای خنک نگه داشتن ترانسفورماتور و مقاومت در برابر شرایط عملیاتی و آزمایشی طراحی شده اند. سیم پیچ ها از مس یا آلومینیوم هستند.
سیم پیچ های اولیه از سیم های ضخیم با تعداد دورهای کمتر روی هسته تشکیل شده‌اند، در حالی که سیم پیچ های ثانویه از سیم های نازک با تعداد دور زیاد تشکیل شده‌اند. سیم پیچ های اولیه برای حمل ولتاژ پایین در جریان بالاتر طراحی شده اند، در حالی که سیم پیچ های ثانویه برای حمل ولتاژ بالاتر در جریان کمتر طراحی شده اند. قدرت در هر دو سیم پیچ، با این حال، در هر نقطه از زمان یکسان باقی می ماند.
سیم پیچ های مسی، اگرچه گران هستند، اما استحکام مکانیکی بالاتری دارند و 1.6 برابر جریان بیشتری نسبت به سیم پیچ های آلومینیومی دارند. سیم پیچ های مسی و نقره استحکام بیشتری دارند و در جاهایی که نیروهای شدیدتر وجود دارد، مورد نیاز است. این ترانسفورماتورهای مسی در جایی ترجیح داده می شوند که درجه بندی ترانسفورماتورهای کوچک تر یا ترانسفورماتورهای فشرده مورد نیاز باشد.
سیم پیچ های آلومینیومی سبک تر و کم هزینه تر هستند، اگرچه سطح مقطع زیادی از آلومینیوم مورد نیاز است زیرا جریان کمتری نسبت به مس دارند. این سیم پیچ ها در جایی ترجیح داده می شود که قیمت معیار باشد و فضا مشکلی ندارد. آنها معمولاً برای انتقال توان درجه بالاتر kVA به فواصل زیاد ترجیح داده می شوند.
قیمت راه اندازی ترانس افزاینده چگونه تعیین می شود؟
ترانسفورماتورهای راه‌اندازی با قیمت‌های متفاوتی از تولیدکنندگان مختلف بسته به نوع ترانسفورماتور، سازنده، ابزار و در دسترس بودن در دسترس هستند. در این قسمت عوامل مختلف که در تغیین قیمت دخیل هستند آورده شده است.
- رتبه بندی ترانسفورماتورها
درجه بندی ترانسفورماتور عامل اصلی برای تعیین نرخ ترانسفورماتور است. ترانس های افزاینده با کیفیت یکسان از تولید کنندگان مختلف قیمت متفاوتی دارد.
- مواد سیم پیچ
نوع مواد سیم پیچ دومین ویژگی مهم برای تعیین قیمت ترانس افزاینده است. ترانسفورماتورهای آلومینیومی بسیار معقولتر از ترانسفورماتورهای مسی هستند.
- کارایی ترانسفورماتورها
راندمان ترانسفورماتور نقش بسزایی در تعیین قیمت ترانسفورماتور دارد. از آنجایی که ترانسفورماتورها برای کارکرد بیست و چهار ساعته طراحی شده اند، بنابراین حتی یک تفاوت جزئی در راندمان ترانسفورماتور تأثیر عمده ای بر قیمت آنها دارد. هرچه بازده بالاتر باشد، قیمت نیز بالاتر خواهد بود.
- محیط خنک کننده
محیط خنک کننده عامل اصلی بعدی برای تعیین قیمت ترانسفورماتور است که آیا ترانسفورماتور با هوا خنک می شود یا روغن خنک کننده دارد. ترانسفورماتورهای هوا خنک بسیار مقرون به صرفه تر از ترانسفورماتورهای روغنی هستند.
- تعداد فازها
تعداد فازها که ترانسفورماتور تک فاز است یا سه فاز، ویژگی بعدی است که ترانسفورماتورها را در قیمت متمایز می کند همین مورد است.
دلیل استفاده از ترانس افزاینده
ترانس افزاینده در تجهیزات الکترونیکی مانند اینورترها، باتری ها و تثبیت کننده ها برای متعادل کردن ولتاژ پایین و ولتاژ بالاتر استفاده می شوند. آنها همچنین در انتقال نیروی الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرند.
تفاوت بین ترانس افزاینده و کاهنده
تفاوت بین ترانس ها به شرح زیر است.
ترانس های افزاینده ولتاژ را افزایش می دهند در حالی که ترانس کاهنده ولتاژ را کاهش می دهند.
در ترانس افزاینده، تعداد چرخش در سیم پیچ ثانویه بیشتر از سیم پیچ اولیه است، اما در ترانس افزاینده تعداد دور در سیم پیچ اولیه بیشتر از سیم پیچ ثانویه است.
در ترانس افزاینده، سیم در سیم پیچ اولیه ضخیم تر از سیم پیچ ثانویه است، در حالی که در ترانس کاهنده، سیم پیچ ثانویه ضخیم تر از سیم پیچ اولیه است.
نتیجه گیری
ترانس افزاینده بخش مهمی از سیستم تولید و انتقال نیرو هستند. آن ها نقش حیاتی در انتقال برق به نقاط دور از ایستگاه های تولید دارند.
ما سابقه ثابتی در تامین ترانسفورماتورهای با کیفیت و تثبیت کننده های ولتاژ برای صنایع مختلف، تاسیسات تجاری، مسکونی و تاسیسات داریم. طاها ترانس گزینه ای بسیار معقول برای خرید ترانس افزاینده است چراکه کیفیت در این مجموعه حرف اول را می زند.
مقالات پیشنهادی
