ترانسفورماتور

درباره ویژگی‌ها و پیکربندی‌های بالقوه ترانسفورماتورها فراتر از افزایش و پایین آمدن از جمله هسته مرکزی، آرایش سیم‌پیچ و کاربردهای بالقوه اطلاعات کسب کنید.

انواع ترانسفورماتور و کاربردها
ترانسفورماتورها از اولین طراحی های خود در سال 1836 یکی از قدیمی ترین پیشرفت های مهندسی برق هستند. آنها از اصل القای الکترومغناطیسی برای تبدیل ولتاژ بین یک جفت مدار بدون نیاز به اتصال فیزیکی بین آن مدارها استفاده می کنند. با این حال، کاربردهای این اصل، فراتر از ترانسفورماتورهای اولیه "گام به بالا" و "گام به پایین" است که در توزیع برق خواهید دید.

ما ترانسفورماتورها را بر اساس عملکردی که انجام می دهند دسته بندی می کنیم. در ابتدایی ترین کاربرد خود، ترانسفورماتورها سطوح ولتاژ را تغییر می دهند، بنابراین ما آنها را بر اساس افزایش ولتاژ (گام به بالا) یا کاهش آن (گام به پایین) طبقه بندی می کنیم. دسته های دیگر عبارتند از رسانه هسته، آرایش سیم پیچ، پیکربندی، و استفاده مورد نظر.

هسته های ترانسفورماتور: آهن و هوا
هسته های ترانسفورماتور از دو رسانه اصلی استفاده می کنند: آهن و هوا. در ترانسفورماتورهای هسته هوا، سیم پیچ ها روی یک محیط غیر مغناطیسی قرار می گیرند و اتصال القایی از طریق هوا اتفاق می افتد. این ترانسفورماتورها از نظر اندوکتانس متقابل کارایی کمتری دارند، اما پسماند و تلفات جریان گردابی را حذف می کنند. از سوی دیگر، هسته‌های آهنی، سیم‌پیچ‌ها را روی حلقه‌ای ساخته شده که از صفحات آهنی نازک به هم چسبیده‌اند تا اتصال شار بهتر و افزایش کارایی ایجاد کنند.

آرایش سیم پیچ ترانسفورماتور
اکثر ترانسفورماتورها از یک جفت سیم پیچ تشکیل شده اند. با این حال، نوع خاصی از ترانسفورماتور، به نام ترانسفورماتور خودکار، از یک سیم‌پیچ استفاده می‌کند که به یک طرف ضربه زده می‌شود تا توانایی بالا رفتن یا پایین آمدن را فراهم کند. اتوترانسفورماتورها کارایی بیشتری را ارائه می دهند زیرا سیم پیچ منفرد به طور خودکار هم به صورت مغناطیسی و هم الکتریکی به هم متصل می شود. از سوی دیگر، به دلیل ارتباط مستقیم بین ورودی ولتاژ بالا و خروجی ولتاژ پایین، بسیاری اتوترانسفورماتورها را برای استفاده در مدارهای توزیع استاندارد ناایمن می دانند.

امکانات پیکربندی ترانسفورماتور
بر اساس فاز سیستم مورد نظر، ترانسفورماتورها ممکن است تنظیمات مختلفی داشته باشند. ترانسفورماتورهای تک فاز اغلب برق تاسیسات مشترک مسکونی را تامین می کنند و دارای پیکربندی سری یا موازی هستند.

در اینجا یک تمایز مهم بین "سیستم های قدرت سه فاز" و "ترانسفورماتورهای سه فاز" وجود دارد. سیستم های قدرت سه فاز شامل یک مدار سه فاز با سه ترانسفورماتور تک فاز هستند، در حالی که ترانسفورماتورهای سه فاز از شش سیم پیچ در سه جفت تشکیل شده اند. پیکربندی‌های سه فاز به منابع کمتری برای ساخت نیاز دارند، که آنها را به گزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه‌تر برای انتقال مقادیر زیادی برق سه فاز تبدیل می‌کند.

ترانسفورماتور دلتا وای به پیکربندی سیستم سه فاز اشاره دارد. این ترانسفورماتورها برای ترانسفورماتورهای سه فاز و سه فاز کاربرد دارند. در اتصال مثلث، مدارها به شکل مثلث (مانند حرف دلتا یونانی) به هم متصل می شوند، در حالی که در اتصال وای، هادی ها از یک نقطه مرکزی مشترک (مانند حرف یونانی wye) تابش می کنند.

ما برخی از انواع ترانسفورماتورها را بر اساس عملکرد آنها دسته بندی می کنیم:

به عنوان مثال، ترانسفورماتورهای ایزوله از نسبت 1:1 استفاده می کنند و ولتاژ را به هیچ وجه تغییر نمی دهند. در عوض، یک هادی زمین‌دار را از بار مدار جدا می‌کنند.
ترانسفورماتورهای اندازه گیری امکان نظارت بر سیستم های پرقدرت را فراهم می کنند.
ترانسفورماتورهای ابزار دقیق ترانسفورماتورهای کاهنده بسیار دقیقی هستند که به ابزارها اجازه می دهند تا جریان های بزرگ را بدون نیاز به عبور بار قدرت کامل از دستگاه بخوانند.
نوع دیگری از ترانسفورماتور کاهنده دقیق، به نام ترانسفورماتور پتانسیل، به یک ولت متر استاندارد اجازه می دهد تا ولتاژ را در سمت بالا ترانسفورماتور بخواند.
ما ممکن است ترانسفورماتورها را بر اساس تأثیر آنها بر ولتاژ به دو دسته پله‌آپ و پایین‌روی دسته‌بندی کنیم، اما می‌توانیم آنها را بر اساس عملکرد عملی آنها طبقه‌بندی کنیم. ترانسفورماتورها هر چه کاربرد داشته باشند برای سیستم مدرن توزیع انرژی ما ضروری هستند.