اجزای اصلی ترانسفورماتور الکتریکی چیست؟

سلام! من به عنوان تامین کننده ترانسفورماتورهای الکتریکی، سال هاست که با این تجهیزات شگفت انگیز سروکار دارم. امروز، من اجزای اصلی ترانسفورماتور الکتریکی را برای شما تجزیه می کنم. درک این بخش ها بسیار مهم است، چه در صنعت هستید یا فقط کنجکاو هستید که چگونه برق از نقطه A به نقطه B می رسد.

هسته

بیایید با هسته شروع کنیم. هسته مانند ستون فقرات یک ترانسفورماتور الکتریکی است. معمولاً از ورق های چند لایه از نوع خاصی از فولاد، اغلب فولاد سیلیکونی ساخته می شود. می پرسی چرا لمینیت؟ خوب، به کاهش چیزی به نام تلفات جریان گردابی کمک می کند. جریان های گردابی اساساً حلقه های کوچکی از جریان الکتریکی هستند که می توانند در مواد هسته تشکیل شوند. این جریان ها گرما تولید می کنند که باعث هدر رفتن انرژی می شود. با استفاده از ورق های لمینت می توان این تلفات را به حداقل رساند و ترانسفورماتور را کارآمدتر کرد.

هسته مسیری را برای شار مغناطیسی فراهم می کند. هنگامی که یک جریان متناوب (AC) از سیم پیچ اولیه عبور می کند (در ادامه در مورد آن توضیح خواهیم داد)، یک میدان مغناطیسی متغیر ایجاد می کند. سپس این میدان مغناطیسی از هسته عبور می کند و ولتاژی را در سیم پیچ ثانویه القا می کند. بنابراین، بدون یک هسته خوب، کل فرآیند آنطور که باید کار نمی کند.

سیم پیچ

بعدی سیم پیچ ها هستند. دو نوع اصلی وجود دارد: سیم پیچ اولیه و سیم پیچ ثانویه. سیم پیچ اولیه سیم پیچی است که به منبع ولتاژ ورودی متصل است. هنگامی که یک ولتاژ AC به آن اعمال می شود، یک میدان مغناطیسی در هسته ایجاد می کند. از طرف دیگر سیم پیچ ثانویه جایی است که ولتاژ خروجی از آن گرفته می شود. میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط سیم پیچ اولیه از طریق القای الکترومغناطیسی ولتاژی را در سیم پیچ ثانویه القا می کند.

تعداد چرخش در هر سیم پیچ بسیار مهم است. نسبت تعداد دور سیم پیچ اولیه به تعداد دور سیم پیچ ثانویه نسبت تبدیل ولتاژ را تعیین می کند. به عنوان مثال، اگر سیم پیچ اولیه دارای 100 دور و سیم پیچ ثانویه دارای 200 دور باشد، ولتاژ خروجی دو برابر ولتاژ ورودی خواهد بود (با فرض شرایط ایده آل).

سیم پیچ ها معمولاً از سیم مسی یا آلومینیومی ساخته می شوند. مس یک رسانای عالی است و مقاومت کمی دارد، به این معنی که انرژی کمتری به عنوان گرما از دست می‌رود. آلومینیوم سبک تر و ارزان تر است، اما مقاومت آن کمی بالاتر است. انتخاب بین مس و آلومینیوم به عواملی مانند هزینه، وزن و نیازهای خاص ترانسفورماتور بستگی دارد.

عایق

عایق یکی دیگر از اجزای حیاتی است. برای جدا کردن سیم پیچ ها از یکدیگر و از هسته استفاده می شود. بدون عایق بندی مناسب، ممکن است اتصالات کوتاهی وجود داشته باشد که نه تنها به ترانسفورماتور آسیب می رساند، بلکه یک خطر جدی ایمنی نیز ایجاد می کند.

مواد عایق می تواند متفاوت باشد. برخی از موارد رایج عبارتند از کاغذ، روغن و انواع مختلف پلیمرها. عایق کاغذ اغلب در ترکیب با روغن استفاده می شود. روغن نه تنها عایق الکتریکی را فراهم می کند بلکه به خنک سازی ترانسفورماتور نیز کمک می کند. می تواند گرمای تولید شده توسط سیم پیچ ها را جذب کرده و آن را به رادیاتور یا سیستم خنک کننده منتقل کند.

از پلیمرها مانند رزین اپوکسی نیز برای عایق کاری بخصوص در ترانسفورماتورهای نوع خشک استفاده می شود. این ترانسفورماتورها از روغن برای خنک کننده و عایق استفاده نمی کنند، بنابراین آنها را برای استفاده در فضای داخلی که خطر نشت نفت یا آتش سوزی وجود دارد، مناسب می کند.

مخزن و سیستم خنک کننده

برای ترانسفورماتورهای پر از روغن، مخزن بخش مهمی است. هسته، سیم پیچ ها و روغن عایق را نگه می دارد. مخزن معمولاً از فولاد ساخته شده و به گونه ای طراحی شده است که محکم و ضد نشتی باشد.

سیستم خنک کننده برای نگهداری ترانسفورماتور در دمای کارکرد ایمن ضروری است. در ترانسفورماتورهای پر از روغن، روغن از طریق سیم پیچ ها و هسته به گردش در می آید و گرما را جذب می کند. سپس به رادیاتور یا پره های خنک کننده جریان می یابد، جایی که گرما به هوای اطراف پخش می شود. برخی از ترانسفورماتورهای بزرگتر نیز ممکن است از فن یا پمپ برای بهبود فرآیند خنک سازی استفاده کنند.

ترانسفورماتورهای نوع خشک از روش های خنک سازی مختلفی استفاده می کنند. آنها برای حذف گرما به همرفت طبیعی یا گردش هوای اجباری متکی هستند. از فن ها می توان برای دمیدن هوا روی سیم پیچ ها و هسته استفاده کرد و گرما را از بین برد.

روی تغییر ضربه بزنید

تپ چنجر یک جزء اختیاری اما مفید است. این امکان را برای تنظیم نسبت چرخش ترانسفورماتور فراهم می کند. این مهم است زیرا ولتاژ ورودی می تواند متفاوت باشد و ممکن است لازم باشد ولتاژ خروجی را مطابق با آن تنظیم کنیم.

دو نوع اصلی تپ چنجر وجود دارد: تپ چنجرهای روی بار (OLTC) و تپ چنجرهای خارج از بار. OLTC ها می توانند موقعیت شیر ​​را در زمانی که ترانسفورماتور در حال کار است تغییر دهند، که برای کاربردهایی که ولتاژ خروجی پایدار مورد نیاز است عالی است. تپ چنجرهای بدون بار، همانطور که از نام آن پیداست، باید قبل از تغییر شیر، ترانسفورماتور را از سرویس خارج کنید.

بوشینگ ها

بوش ها برای آوردن اتصالات الکتریکی از داخل ترانسفورماتور (سیم پیچ ها) به بیرون استفاده می شوند. آنها عایق الکتریکی و پشتیبانی مکانیکی برای هادی ها فراهم می کنند.

بوش ها معمولا از موادی مانند چینی یا مواد کامپوزیت ساخته می شوند. بوش های چینی از دیرباز مورد استفاده قرار گرفته اند و به دلیل خواص الکتریکی و مکانیکی خوب خود شناخته شده اند. بوش های کامپوزیت سبک تر و مقاوم تر در برابر آلودگی و خرابکاری هستند.

انواع ترانسفورماتور

حالا بیایید کمی در مورد انواع ترانسفورماتور صحبت کنیم. انواع مختلفی وجود دارد که هر کدام کاربردهای خاص خود را دارند. به عنوان مثال،ترانسفورماتور فتوولتائیکدر سیستم های انرژی خورشیدی استفاده می شود. این به افزایش یا کاهش ولتاژ تولید شده توسط پنل های خورشیدی کمک می کند و آن را برای اتصال به شبکه یا سایر بارهای الکتریکی مناسب می کند.

ترانسفورماتور یکسو کنندهدر مدارهای یکسو کننده استفاده می شود. ولتاژ و جریان مناسب را برای فرآیند یکسوسازی فراهم می کند که جریان متناوب را به DC تبدیل می کند.

ترانسفورماتور توزیعیک نوع بسیار رایج است در سیستم توزیع برق برای کاهش برق فشار قوی از خطوط انتقال به ولتاژ پایین تر که می تواند در خانه ها و مشاغل استفاده شود استفاده می شود.

اگر در بازار ترانسفورماتور برقی هستید، خواه ترانسفورماتور برقی باشدترانسفورماتور فتوولتائیک،ترانسفورماتور یکسو کننده، یاترانسفورماتور توزیع، من اینجا هستم تا کمک کنم. من طیف گسترده ای از ترانسفورماتورهای با کیفیت بالا را دارم که می تواند نیازهای خاص شما را برآورده کند. چه به یک ترانسفورماتور کوچک برای یک برنامه مسکونی یا یک ترانسفورماتور بزرگ برای یک پروژه صنعتی نیاز داشته باشید، من می توانم راه حل مناسبی را ارائه دهم.

اگر علاقه مند به یادگیری بیشتر هستید یا می خواهید بحثی را در مورد خرید شروع کنید، در تماس با آنها درنگ نکنید. ما می توانیم در مورد نیازها، مشخصات شما صحبت کنیم و بهترین ترانسفورماتور را با قیمت عالی برای شما تهیه کنیم.

مراجع

• «سیستم های قدرت الکتریکی» نوشته توران گونن
• "مهندسی ترانسفورماتور: طراحی، فناوری و تشخیص" نوشته جورج کارادی و جیمز جی مک کالی