ترانسفرماتور را مي توان يکي از کليدي ترين عناصر قدرت و شبکه انتقال دانست، امروزه به لطف ترانسفورمر مي توانيم برق را از محل توليد به دورترين نقاط کشور با کمترين تلفات انتقال دهيم و حتي در مسير اين انتقال به روستا ها و مناطق کم جمعيت و پرجمعيت با ترانس ديگري برق رساني نماييم .
ترانسفورماتور يا در عموم بهش بيشتر ترانس ميگن يک المان يا قطعه اي هست که از دو سيم پيچ تشکيل شده که معمولا اين سيم ها روي هسته فلزي که جنس هاي مختلفي داره پيچيده ميشه .
ترانسفرماتور در حال حاضر در داخل کشور توليد مي گردد و توليد کنندگان عمده اين محصول ايران ترانسفو، کارخانجات فاراتل، خزر ترانسفورمر، راسيکو و کالاي گنجينه ايران فرد مي باشد که مجموعاً بيش از 60% توليدات کشور را در دست دارند.
علاوه بر توليد محصول فوق در داخل کشور آمار اداره کل گمرکات کشور حاکي از آن است که طي سال هاي 63 تا 67 مقادير زيادي ترانسفورمر تقويت وارد بازار ايران گرديده است.
يکي از کاربردهاي بسيار مهم ترانسفورماتورها کاهش جريان در خطوط انتقال انرژي الکتريکي است. دليل استفاده از ترانسفورماتور در ابتداي خطوط اين است که همه هادي هاي الکتريکي داراي ميزان مشخصي مقاومت الکتريکي هستند، اين مقاومت مي‌تواند موجب اتلاف انرژي در طول مسير انتقال انرژي الکتريکي شود. ميزان تلفات در يک هادي با مجذور جريان عبوري از هادي رابطه مستقيم دارد و بنابراين با کاهش جريان ميتوان تلفات را به شدت کاهش داد. با افزايش ولتاژ در خطوط انتقال به همان نسبت جريان خطوط کاهش مي‌يابد و به اين ترتيب هزينه‌هاي انتقال انرژي نيز کاهش مي‌يابد، البته با نزديک شدن خطوط انتقال به مراکز مصرف براي بالا بردن ايمني ولتاژ خطوط در چند مرحله و باز به وسيله ترانسفورماتورها کاهش مي‌يابد تا به ميزان استاندارد مصرف برسد. به اين ترتيب بدون استفاده از ترانسفورماتورها امکان استفاده از منابع دوردست انرژي وجود ندارد.
بطور کلي يک ترانس از دو قسمت اصلي تشکيل شده است:
1-هسته
هسته ترانسفورماتور از ورقه هاي مغناطيسي (ديناموبلش) يا فريت تشکيل ميشود که براي هدايت فوران و نگه داشتن سيم پيچ ها مورد استفاده قرار ميگيرد. هسته ترانسوفرماتور بايد داراي هدايت مغناطيسيخوب و هدايت الکتريکي ضعيف باشد. به منظور کاهش تلفات هيسترزيس به هسته ترانس مقداري سيليسيم اضافه ميکنند و به منظور کاهش تلفات فوکو هسته ترانس را بصورت ورقه اي ميسازند.
2-سيم پيچ
در ترانس تکفاز دو سيم پيچ از جنس مس يا آلومينيوم به صورت لاکي وجود دارد که سيم پيچ اوليه و ثانويه ناميده ميشوند. سيم پيچي که به ولتاژ بيشتر وصل ميشود را سيم پيچ فشار قوي و سيم پيچي کهه ولتاژ کمتري دارد را سيم پبچ فشار ضعيف ناميده ميشود که برروي هسته پيچيده ميشوند. سيم پيچ ترانس هاي کوچک را برروي قرقره ميپيچند که جنس هسته در اين موارد ترموپلاست يا پلاستيک خشک است. در ترانسفورماتورهاي قدرت، سه نوع سيم پيچي مورد استفاده قرار ميگيرد: لايه اي، حلزوني و ديسکي.
ساخت انواع مختلف ترانسفورماتورها به منظور رفع اهداف استفاده از آن‌ها در کاربردهاي متفاوت مي‌باشد. در اين ميان برخي از انواع ترانسفورماتورها بيشتر مورد استفاده قرار مي‌گيرند که ميتوان به نمونه‌ها زير اشاره کرد
در ترانس هاي تک فاز دو اتصال بيشتر نداريم، در واقع واژه “اتصال” بيشتر براي ترانس هاي سه فاز معنا پيدا مي کند و هر اتصال نيز از مزايا و معايبي نيز برخوردار است اما بصورت کلي موارد زير را مد نظر داشته باشيد؛
اتصل ستاره در ترانس سه فاز در سمتي قرار مي گيرد که ولتاژ بالاتري داريم علت آن هم قرار گرفتن دو سيم پيچ در معرض ولتاژ مي باشد که نسبت به حالتي که يک سيم پيچ تنها در مقابل ولتاژ قرار بگيريد حالت عايقي مناسب تري خواهيم داشت و فشار کمتري به سيم پيچ ها وارد مي شود.
اتصال مثلث نيز در سمت فشار ضعيف(ولتاژ کمتر) قرار مي گيرد چون در سمتي که ولتاژ کمتر است حتما جريان از سمت ديگر بيشتر است و به دليل ذات اين اتصال شاهد تقسيم جريان خواهيم بود و جريان کمتري بروي هر سيم پيچ سوار خواهد شد.
هر دستگاه ترانسفورمر از قسمتهاي زير تشکيل گرديده است.
کاربرد ترانس
ترانسفورماتور ها بطور بسيار وسيعي در مدارهاي وسايل الکترونيکي و مدارهاو دستگاههاي خودکار يا اتوماتيک و راه اندازي موتورهاي الکتريکي و تطبيق ولتاژ مورد نياز جهت تغذيه مصرف کننده هايي از قبيل يکسو سازها و مبدل هاي جريان دائم به جريان متناوب، شارژ کننده هاي باطري و ايجاد دستگاههاي چندين فازه از دستگاههاي دو فازه و سه فازه و در ارتباطات به منظور تطبيق امپدانس و همچنين در سيستم هاي قدرت به منظور بالا بردن ولتاژ براي انتقال اقتصادي قدرت يعني پايين آوردن ولتاژ به مقادير مورد نياز بکار مي رود.
همچنين ترانسفورماتور يک وسيله بسيار ضروري در مدارهاي اندازه گيري الکتريکي و در مدار هاي جوشکاري و کوره هاي الکتريکي است. بعنوان يک مجزا کننده مدار با ولتاژ زياد از مدارهاي با ولتاژ پايين و حذف کننده مولدهاي مستقيم جريان در يک مدار دستگاه انرژي نيز بکار مي رود .
از مزاياي آن مي توان به کنترل و تثبيت ولتاژ انتقالي، عدم نياز به زمان آماده سازي براي شروع به کار، داراي کارايي بالا و نياز به نگهداري کم و همچنين هزينه هاي کم است، قابليت برقراري ايزولاسيون با اتصال به زمين و همچنين ترانسفورماتور به صورت ايستاست و حرکتي ندارد. از معايب آن نيز مي توان به هدر رفت جريان به دليل استفاده از هسته آهني و همچنين از آنجايي که حرارت زيادي توليد مي نمايد نيازمند خنک سازي است که اين کار منجر به توقف جريان خواهد شد، اشاره کرد.
بله. هر ترانسفورماتور تک فاز مي تواند با اتصال رابط اصلي به هر دو سيم يک سيستم سه فاز، در يک منبع سه فاز مورد استفاده قرار گيرد، صرف نظر از اينکه منبع، 3 سيم سه فاز و يا 4 سيم سه فاز باشد. خروجي ترانس، تک فاز خواهد بود.
بله. ترانسفورماتور هاي سه فاز، معمولاً به راحتي در دسترس نيستند، درحالي که ترانس هاي تک فاز معمولاً در بازار يافت مي شوند. سه ترانس تک فاز را ميتوان به صورت اتصال دلتاي سيم پيچ اوليه يا به صورت اتصال واي (wye) يا دلتا سيم پيچ ثانويه به کار برد، چرا که اين کار منجر به ولتاژ ثانويه ناپايدار خواهد شد. ظرفيت سه فاز معادل، زماني که سه ترانس تک فاز به درستي متصل شده باشد، ميزان آن سه برابر ترانس تک فازه است. براي مثال، سه ترانس تک فاز 10KVA با بار ترانس سه فاز 30KVA مطابق خواهد بود.
يک ترانس براي تغييراز حالت سه فاز به تک فاز، همانند يک دستگاه تغيير فاز عمل نخواهد کرد. هيچ راهي وجود ندارد که يک ترانس، سه فاز را وارد کرده و تک فاز را خارج کند در حاليکه بار متعادل را به سيستم تأمين سه فازي ارائه مي کند. با اين حال، مدارهايي براي تغيير سه فاز به دو فاز يا بالعکس، با استفاده از ترانس هاي دوگانه استاندارد وجود دارند.
از مقاله انرژي هاي تجديد پذير در سايت ما ديدن کنيد.
منابع:
