ترانسفورماتور چيست؟

[mohammad fathali]

[font=Tahoma, sans-serif]پرديس فناوري کيش _ طرح ملي مشاوره متخصصين صنعت و مديريت _ گروه فناوري اطلاعات و ارتباطات[/font]

ترانسفورماتور چیست و چه کاری انجام می دهد؟

ترانسفورماتور یا ترانسفورمر مبدل هایی هستند، که انرژی الکتریکی را بدون تغییر نوع انرژی، با مقادیر مختلف در اختیار مصرف کننده قرار می دهند. در این انتقال، سطح ولتاژی که در سیم پیچ ها القا می شود متناسب با تعداد دور آن ها می باشد. این خصوصیت به مهندسین برق این امکان را می دهد تا وسایل الکتریکی را در انواع مختلف با جریان ها و ولتاژهای گوناگون طراحی کنند. بدین طریق در مواقعی که احتمال خطر برق گرفتگی وجود داشته باشد وسایلی را با ولتاژ کم طراحی کنند که خطر برق گرفتگی نداشته باشد. در مواقعی مانند «جوشکاری» که نیاز به جریان زیاد است، با تغییر در مقدار ولتاژ، می توان جریان زیادی برای جوشکاری فراهم کرد.

 

 

 

گرچه استفاده از ترانسفورمرها برای نخستین مرتبه در شبکه های قدرت رواج یافت ولی با ظهور و گسترش علم الکترونیک قدرت، امروزه در بسیاری از دستگاه ها شاهد حضور این عنصر حیاتی هستیم. از یک شارژر بسیار کوچک تلفن همراه گرفته تا محرک های موتورهای غول پیکر الکتریکی از انواع مختلف ترانسفورماتور استفاده شده است.

 

ساختمان ترانسفورماتور چگونه است؟

به طور کلی ترانسفورماتور از دو قسمت تشکیل شده است. ۱- هستۀ آهنی ۲- سیم پیچی

 

 

 

۱- هستۀ آهنی:

با توجه به مقدار توان انتقالی، فرکانس و ولتاژ مورد استفاده، هسته‌ها در انواع مختلفی از نظر جنس، شکل و ابعاد ساخته می‌شوند. به عنوان مثال در فرکانس برق شهر از هسته های آهنی استفاده و در فرکانس های چند ده کیلو هرتز از هسته هایی از جنس فریت استفاده می گردد. هرچه ابعاد هسته بزرگتر باشد، ترانسفورماتور قابلیت انتقال توان الکتریکی بیشتری را دارا است. به همین دلیل است که ترانسفورماتور استفاده شده در یک شارژر موبایل ابعاد بسیار کوچک و در شبکه انتقال قدرت ابعاد بسیار غول پیکری دارد. البته ابعاد یک ترانسفورماتور به فرکانس کاری آن نیز بستگی دارد.

 

  هر آنچه که درباره تابلو برق باید بدانید

 

 

هسته‌های از جنس ورقۀ آهن معمولاً به شکل UI، EI و EE موجود هستند. هسته‌های پودر فلزات به شکل ترویید (حلقوی) یافت می‌شوند. هسته‌های فریت اشکال متنوع‌تری دارند که شامل EE، UU، RM، ETD، EFD، پلانار و … می‌شوند.

 

۲- سیم پیچ ترانسفورماتور:

 

 

سیم پیچی ترانسفورماتورها در ساده ترین حالت به دو دسته تقسیم می شوند. به سیم پیچی که به ولتاژ ورودی متصل می شود اصطلاحاً «سیم پیچی اولیه» و به سیم پیچی که از آن ولتاژ مورد نظر (پس از عمل تبدیل ترانسفورماتور) به دست می آید «سیم پیچی ثانویه» گفته می شود.

 

سیم پیچ ها بسته به نوع کاربرد ترانسفورماتور با توپولوژی های مختلفی بر روی هسته پیچیده می شوند. به عنوان مثال سیم پیچ ها می توانند بر روی ساق های جداگانه پیچیده شوند یا بر روی همدیگر و بر روی یک ساق باشند. سیم استفاده شده برای سیم پیچ از سیم های لاکی با ضخامت بسیار کم گرفته تا کابل های ضخیم ولتاژ بالا می تواند باشد.

 

۳- قرقره (بوبین) ترانسفورماتور:

 

 

قرقرۀ ترانس یا همان بوبین ترانس یکی از لوازم ساخت ترانسفورماتور است. قرقرۀ ترانس یک سازه از جنس پلاستیک، چوب، کائوچو یا هر مادۀ دیگری که بر اثر سیم‌پیچی تغییر شکل ندهد می‌تواند باشد. سیم‌پیچ بر روی بوبین پیچیده می‌شود و سپس هسته در داخل بوبین جاسازی می‌شود.

[font=B Nazanin]اغلب هسته‌ها همراه با بوبین در بازار موجود هستند مانند هسته‌های ورق آهن، هسته‌های فریت EE, ETD, ER و … . برخی از هسته‌های کوچک‌تر که قابلیت قرارگیری بر روی برد الکتریکی را دارند، دارای پین‌هایی در پایین خود هستند که اتصال آن‌ها به برد الکتریکی را آسان می‌کند.
کاربرد ترانسفورماتور در کجاست؟

کاربرد ترانسفورماتور را می توان در سه بخش تقسیم کرد:
۱- ترانسفورماتور در شبکۀ قدرت:
۲- ترانسفورماتور در صنعت:
۳- ترانسفورماتور در الکترونیک قدرت:

-
[/font]

  ترانسفورماتور در شبکۀ قدرت:

 

[font=B Nazanin]امروزه در بسیاری از صنایع مربوط به برق از ترانسفورماتور استفاده می شود. مهم ترین کاربرد ترانسفورماتور در شبکۀ برق است که وظیفۀ افزایش ولتاژ در سمت تولیدکننده و کاهش ولتاژ در سمت مصرف کننده است. این افزایش و کاهش ولتاژ، باعث کاهش تلفات انتقال انرژی الکتریکی از تولیدکننده به مصرف کننده می شود. در این کاربرد از ترانسفورماتورهای نوع سه فاز استفاده می شود.[/font]

- [font=B Nazanin]ترانسفورماتور در صنعت:
[/font]

 

 

[font=B Nazanin]انرژی الکتریکی پس از تولید در نیروگاه و انتقال به مصرف کننده، به شکل‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. دستگاه‌های مصرف کننده انرژی الکتریکی به نحوی طراحی شده‌اند که از برق تولیذی شبکه قدرت به همان شکل و همان سطح ولتاژ استفاده کنند. اما در برخی از کاربردها نیاز است تا سطح ولتاژ شبکه تغییر کند و بعد از آن مورد استفاده قرار بگیرد. به عنوان مثال یک ترانسفورماتور معمولی جوشکاری را درنظر بگیرید که برای ایجاد جریان بالا در خروجی، سطح ولتاژ را کاهش می‌دهد یا یک منبع تغذیه آزمایشگاهی یا صنعتی همین عمل را در سطح ولتاژ دلخواه انجام می‌دهد. در برخی موارد نیز هدف فقط ایزولاسیون الکتریکی به منظور مسائل حفاظتی است که از ترانسفورماتور یک به یک استفاده می‌شود.


[/font]