درک کار اصلی ترانس تک فاز

ترانسفورماتورها یکی از پرکاربردترین ادوات الکتریکی در سراسر جهان هستند. این دستگاه ها ولتاژهای بالاتر را به پایین تر تبدیل می کنند و بدین ترتیب آنها را برای مصارف خانگی ایده آل می کنند. ترانسفورماتورها انرژی الکتریکی را بین مدارها بدون تغییر فرکانس آنها انتقال می دهند. انواع مختلفی از ترانسفورماتورها برای پروژه های برقی استفاده می شوند. اگرچه این دستگاه ها از نظر طراحی متفاوت هستند، اما همه از یک اصل اساسی قانون فارادی پیروی می کنند.ترانس تک فاز نیز یکی از پرکاربردترین ها در ادوات الکتریکی می باشند.

مقدمه‌ای کلی برای ترانسفورماتور تک فاز

ترانس تک فاز دستگاهی است که از یک جریان AC تک فاز استفاده می کند. این بدان معنی است که ترانسفورماتور به چرخه ولتاژ بستگی دارد، که در یک فاز زمانی یکپارچه کار می کند. این ترانسفورماتورها برای پایین آمدن سیگنالهای الکتریکی از راه دور به سطح قدرت استفاده می شوند، که در کاربردهای تجاری سبک و همچنین کاربردهای مسکونی مورد استفاده قرار می گیرند.

تغییر در جریان با نسبت سیم‌ پیچ اولیه (ورودی) به سیم‌ پیچ‌های ثانویه (خروجی) تعیین می‌شود. بسیاری از ترانسفورماتورهای تک فاز اجازه می دهند نسبت های تعداد دور قابل تنظیم را داشته باشند، با این حال برخی دیگر نسبت 1 : 1 ثابت دارند که می تواند برای جداسازی و ایزوله کردن مدارها استفاده شود.

بیش‌ترین ولتاژ در ترانسفورماتورهای تک‌فاز با توجه به مقررات صنعتی و زیرساخت‌های تاسیساتی متفاوت است.

آشنایی با اصل کار ترانسفورماتور تک فاز

• یک ترانس تک فاز شامل سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه است. این سیم‌پیچ‌ها سیم‌های عایق دارند که روی یک هسته آهنی قرار می‌گیرند.
• سیم پیچ اولیه به یک منبع AC وصل می شود و سیم پیچ ثانویه به یک بار وصل می شود. هسته آهنی شار را در هر دو سیم پیچ پیوند می دهد.
• سیم‌پیچ اولیه با نیروی خود، یک میدان الکترومغناطیسی تولید می‌کند که در هسته آهنی فرو می‌پاشد. این میدان الکترومغناطیسی باعث ایجاد قدرت در بار متصل به سیم‌پیچ ثانویه می‌شود.
• فروپاشی و ایجاد نیرو به عنوان شار مغناطیسی شناخته می شود. این شار در فرکانس 60 هرتز در مدار AC رخ می دهد.
• با تغییر سیم پیچ های اولیه و ثانویه، میزان ولتاژ و آمپر بین بار و منبع تغییر می یابد.
• اگر ولتاژ n برابر مقدار اولیه ترانسفورماتور تک فاز افزایش یابد، جریان در سیم پیچ ثانویه به میزان n/1 از مقدار جریان در سیم پیچ اولیه کاهش می یابد.
• مقادیر RMS به صورت زیر محاسبه می‌شوند:

نیروی محرکه اولیه E1 = 4.44 f N1 φm volt

نیروی محرکه ثانویه E2 = 4.44 f N2 φm volt

نکات مربوط به انتخاب یک ترانسفورماتور تک فاز

در هنگام انتخاب ترانس تک فاز، باید فاکتورهای زیر را در نظر بگیرید:

• محدوده فرکانس کاری
• مقدار ولتاژ اولیه و ثانویه
• مقدار توان
• اندازه جریان ثانویه
• دمای کارکرد

ترانس تک فاز

ترانس یک جزء غیرفعال است که انرژی الکتریکی را از یک مدار به مدار دیگر یا مدارهای بیشتری منتقل می کند. ترانسهای تک فاز می توانند ولتاژ AC را افزایش دهند (افزایش دهند) یا پایین بیاورند (کاهش دهند). ترانسها کاربردهای گسترده ای دارند و می توان آنها را بر اساس کاربردشان طبقه بندی کرد. این مقاله به تعریف، ساخت، مزایا، معایب و کاربردهای ترانسهای تک فاز می پردازد.
انواع ترانسهای مبتنی بر شبکه برق:
با توجه به شبکه الکتریکی مورد استفاده، ترانسها به دو دسته تقسیم می شوند.

• ترانسهای تک فاز
• ترانسهای سه فاز

یک ترانس تک فاز (شکل 2 با برچسب A) روی منبع تغذیه تک فاز کار می کند و شامل یک سیم پیچ در دو طرف اولیه و ثانویه است. یک ترانس 3 فاز بر روی یک منبع تغذیه سه فاز کار می کند و هر دو سیم پیچ اولیه و ثانویه دارای سه مجموعه سیم پیچ هستند. مقاله ما در مورد ترانسهای سه فاز را برای جزئیات بیشتر در مورد ساخت و نمودار سیم کشی ترانس سه فاز بخوانید.
در بیشتر موارد، ترانسهای تک فاز فضای کمتری را نسبت به سایر ترانسها اشغال می کنند. همچنین حمل ترانسهای تک فاز در مقایسه با ترانسهای سه فاز آسان است. با این حال، استفاده از یک ترانس سه فاز کارآمدتر از سه ترانس تک فاز است.

تفاوت ترانسهای تک فاز و سه فاز

منبع تغذیه در ترانسهای تک فاز از طریق یک هادی و در ترانسهای سه فاز از طریق سه هادی تامین می شود.
ترانس تک فاز برای تکمیل مدار به دو سیم نیاز دارد در حالی که ترانس سه فاز برای تکمیل مدار به چهار سیم نیاز دارد.
اگر ترانس تک فاز 230 ولت را حمل کند، ترانس سه فاز 415 ولت را حمل می کند.
ترانس تک فاز از یک شبکه ساده استفاده می کند، در حالی که ترانس سه فاز از یک شبکه پیچیده استفاده می کند.
قطع برق در ترانسهای تک فاز رخ می دهد، در حالی که در ترانسهای سه فاز قطعی برق وجود ندارد. ارتعاشات در موتورهای سه فاز به طور قابل توجهی کاهش می یابد زیرا نیرو در طول چرخه به طور یکنواخت توزیع می شود.
ترانسهای تک فاز برای لوازم خانگی استفاده می شوند، در حالی که ترانسهای سه فاز بار سنگینی را تحمل می کنند.

قانون القای الکترومغناطیسی فارادی

در قانون الکترومغناطیس فارادی پیش‌بینی میشود که چگونه یک میدان مغناطیسی با یک مدار برهمکنش می‌کند تا نیروی حرکتی تولید کند. قانون فارادی شامل موارد زیر است:

1. القای الکترومغناطیسی فارادی بیان می کند که هرگاه هادی در یک میدان مغناطیسی متغیر قرار گیرد، نیروی الکتروموتور (EMF) وجود دارد.
2. قانون دوم القای الکترومغناطیسی فارادی بیان می کند که نیروی الکتروموتور القایی برابر با نرخ تغییر پیوندهای شار است.

ترانسفورماتور تک فاز چیست؟

ترانس تک فاز با برق تک فاز کار می کند و دارای دو قسمت است – قسمت مغناطیسی و قسمت الکتریکی. قسمت ترانس مغناطیسی از یک هسته آهنی مغناطیسی تشکیل شده است، در حالی که قسمت الکتریکی از یک ترانس مسی تشکیل شده است. برای جزئیات بیشتر در مورد ساخت ترانس مقاله ما در مورد ترانسهای الکتریکی را بخوانید.
فقط جریان متناوب ترانس را کار می کند زیرا جریان مستقیم میدان الکترومغناطیسی ایجاد نمی کند. ترانس هیچ قسمت متحرکی ندارد. از این رو، هیچ اصطکاک مکانیکی در هنگام کار با ترانس تک فاز وجود ندارد. بنابراین، در هنگام استفاده از ترانس تک فاز، اتلاف انرژی کمی وجود دارد، که باعث می شود ترانس تک فاز کارایی بالایی داشته باشد.
هنگامی که سیم پیچ اولیه ترانس با جریان متناوب مواجه می شود، یک میدان الکترومغناطیسی متناوب ایجاد می کند. بخشی از میدان مغناطیسی تولید شده از طریق القای متقابل به سیم پیچ ثانویه متصل می شود و جریان تولید می کند. ولتاژ در سیم پیچ های ثانویه با همان فرکانس سیم پیچ های اولیه القا می شود. قانون فارادی می تواند مقدار ولتاژ القایی را تعیین کند.

نحوه کار ترانس تک فاز

ترانس تک فاز بر اساس اصل اندوکتانس متقابل کار می کند. سیم پیچ های اولیه به یک جریان متناوب متصل می شوند که برق سیم پیچ را تامین می کند و میدان مغناطیسی ایجاد می کند. فرآیند ایجاد میدان مغناطیسی به عنوان اندوکتانس متقابل شناخته می شود و طبق قانون فارادی، جریان از سیم پیچ عبور می کند.
میدان مغناطیسی ایجاد شده با افزایش جریان عبوری از سیم پیچ تقویت می شود و خطوط مغناطیسی نیرو ایجاد می کند. خطوط مغناطیسی نیرو شار مغناطیسی را تشکیل می دهند و سیم پیچ ثانویه سیستم را به شار مغناطیسی متصل می کند.
نسبت چرخش بین سیم پیچ های اولیه و ثانویه، قدرت میدان مغناطیسی تولید شده را تعیین می کند. افزایش جریان منجر به افزایش شار مغناطیسی می شود – آنها مستقیماً متناسب هستند. شار مغناطیسی جریان در هسته باعث ایجاد ولتاژ در سیم پیچ ثانویه می شود. مقدار ولتاژ القایی را می توان با استفاده از قانون فارادی تعیین کرد.

ساخت ترانسفورماتور تک فاز

ترانس تک فاز دارای سیم پیچ اولیه و ثانویه است. سیم پیچ ها روی یک هسته مغناطیسی ساخته شده از لایه های فولادی سیلیکونی قرار می گیرند. هدف از هسته مغناطیسی ایجاد مسیری برای شار مغناطیسی است. فولاد سیلیکونی تلفات هیسترزیس را کاهش می دهد، در حالی که لایه لایه ها تلفات ناشی از جریان گردابی را کاهش می دهند (جریان الکتریکی موضعی ناشی از یک هادی به دلیل میدان مغناطیسی متغیر).
لمینیت ها ورقه های نازکی هستند که در کنار هم قرار گرفته اند تا هسته را تشکیل دهند. پوشش عایق لمینت لمینیت ها را از یکدیگر عایق می کند. دو نوع سازه ترانس تک فاز وجود دارد که عبارتند از:

• ترانس نوع هسته ای
• ترانس پوسته ای

خرید ترانس تک فاز

برای خرید ترانس تک فاز می توانید با توجه به موجودی فروشگاه طاها ترانس برای خرید اقدام نمایید.

مقالات پیشنهادی

ترانس اتو

ترانس افزاینده