ترانسفورماتور تک فاز چیست؟

ویژگی ترانسفورماتور تک فاز

ترانسفورماتورها ماشین های الکتریکی ساکن هستند که ولتاژ  AC را کم و زیاد می کنند، این کار از طریق سیم پیچ ها انجام می شود. وقتی ولتاژ به یکی از سیم پیچ ها وارد می شود و جریان در آن سیم پیچ جریان پیدا می کند، شار در هسته مغناطیسی القا می شود و هر دو سیم پیچ را جفت می کند. با جریان AC، شار AC القا می شود و سرعت تغییر آن باعث ایجاد ولتاژ در سیم پیچ ثانویه می شود. یکی از ویژگی ترانسفورماتور تک فاز این است که توسط یک مدار مغناطیسی مشترک دو مدار ثابت را به هم پیوند داده است، این نوع ترانسفورماتور از یک سیم پیچ اولیه و ثانویه تشکیل شده است. انتقال انرژی از طریق این مدار بدون تغییر فرکانس از یک مدار به مدار دیگر انجام می شود. ترانس از دو سیم پیچ تشکیل شده است، سیم پیچ که به منبع تغذیه متصل است ولتاژ سیم پیچ اولیه و سیم پیچ متصل به بار و تحویل انرژی را سیم پیچ ثانویه می نامند.

معادله ترانسفورماتور از رابطه زیر به دست می آید، این رابطه طبق اصل فارادی است.

φ= φm sin ω t

ساخت ترانسفورماتور تک فاز

همان طور که قبلا به آن اشاره کردیم، ترانسفورماتور تک فاز از سیم پیچ اولیه و ثانویه تشکیل شده است. هسته ترانسفورماتور از ورقهای نازک (به نام لمینت) از سیلیکون با درجه بالا ساخته شده است. این لمینت ها در ترانسفورماتور برای کاهش اتلاف جریان گردابی ارائه می شوند و فولاد سیلیکونی باعث کاهش افت پسماند می شود. لایه های موجود در ترانسفورماتور با پوشش مقاوم در برابر حرارت از یکدیگر عایق بندی می شوند.

ساختارهای ترانسفورماتور دو نوع اساسی دارد:

1-هسته آهنی

2-سیم پیچ ترانسفورماتور

ساخت هسته ترانسفورماتور

برای ساخت هسته ترانسفورماتور، مدار مغناطیسی از دو پایه یا قسمت عمودی با دو بخش افقی تشکیل شده است که یوک نامیده می شود. برای به حداقل رساندن شار نشت، نیمی از هر سیم پیچ روی هر پایه هسته قرار می گیرد. سیم پیچ ولتاژ پایین در کنار هسته و سیم پیچ ولتاژ بالا در اطراف سیم پیچ ترانسفورماتور قرار می گیرد تا مواد عایق مورد نیاز کاهش یابد. بنابراین، دو سیم پیچ به صورت کویل متحدالمرکز قرار می گیرند، این نوع سیم پیچ را سیم پیچ متحدالمرکز یا سیم پیچ استوانه ای می نامند.

ساخت سیم پیچ ترانسفورماتور

برای ساخت سیم پیچ ترانسفورماتور، سیم پیچ اولیه و ثانویه بر روی هسته به صورت لایه به لایه قرار می گیرند، این سیم پیچ ها در واقع به دور هسته U شکل پیچیده می شوند. در واقع هر سیم پیچ از ولتاژهای پایین و بالا که به دور هسته ترانسفورماتور پیچیده می شود، ساخته شده اند.

اتصالات ترانسفورماتور تک فاز

ترانسفورماتورهای تک فاز، مانند سایر دستگاه های الکتریکی، ممکن است به صورت سری یا موازی متصل شوند. به عنوان مثال، ترانسفورماتورهای توزیع به طور معمول با سیم پیچ های ثانویه یا ولتاژ پایین که می توانند به صورت سری یا موازی متصل شوند، پیچیده می شوند. در دسترس بودن ولتاژهای اولیه و نیازهای بار، نحوه سیم کشی ترانس را تعیین می کند.

از آنجایی که ترانسفورماتورها اساساً دستگاه های متناوب هستند، قطبی ثابت مانند منبع DC ندارند. با این حال، آنها دارای علائم قطبی نسبی هستند که هنگام اتصال با یکدیگر در تنظیمات مختلف، باید به آنها عمل شود. قطبیت، ولتاژ لحظه ای است که از سیم پیچ اولیه نسبت به سیم پیچ ثانویه بدست می آید. در تمام ترانسفورماتورها، ترمینال های H همیشه پایانه های ولتاژ بالا و پایانه های X همیشه پایانه های ولتاژ پایین هستند، بسته به اینکه منبع و بار کدام است، هر یک از آنها را می توان اولیه یا ثانویه تعیین کرد. طبق قاعده، پایانه های H1 و X1 قطبیت یکسانی دارند، به این معنی که وقتی H1 مثبت است، X1 نیز بلافاصله مثبت می شود. هنگام اتصال ترانسفورماتورهای تک فاز به صورت موازی، سری یا سه فاز، از این علامت گذاری ها در ایجاد اتصالات ترمینال مناسب استفاده می شود.

اگر پایانه ها نامگذاری نشده باشند می توانیم با تست آن را مشخص کنیم. طبق قرارداد، ترمینال بالا سمت چپ وقتی ترانسفورماتور را از سمت ولتاژ پایین آن نگاه  کنیم، همیشه برچسب H1 دارد. برای پیدا کردن پایه ها ابتدا یک ولتاژ کم به پایانه های ترانسفورماتور اعمال می کنیم. برای تست آن کافی است یک مولتی متر را به پایانه های H1 و H2 وصل کنیم، عددی که مولتی متر نشان می دهد به عنوان ولتاژ ترانسفورماتور است. اگر عددی که مولتی متر نشان می دهد نسبت به مقدار ولتاژ اولیه که به پایانه ها وارد کردیم بیشتر باشد، Xl در سمت راست قرار دارد. اگر عدد مولتی متر کمتر از مقدار ولتاژ اولیه پایانه ها باشد، Xi در سمت چپ قرار دارد.

برای اطلاح بیشتر درباره تعمیر ترانسفورماتور قدرت و ساخت ترانسفورماتور قدرت می توانید به سایت پیشرو ترانس مراجعه کنید.