مقالات
ترانس چیست؟
تیر
به دستگاهی که توانایی تبدیل یک مقدار را به مقدار دیگر داشته باشد، ترانس می گویند. در واقع ترانس می تواند جریان با انرژی کم و ولتاژ بالا را به جریانی با انرژی بالا و ولتاژ کم تبدیل کند و این یعنی از ورودی کم بیشترین بازدهی را دریافت کند. در صورتی که شما می‌خواهید از تجهیزات برقی منزل خود مراقبت کنید، باید اقدام به خرید استابلایزر نمایید و تهیه ترانسفورماتور احتمالا نمی‌تواند برای شما مفید باشد.
تعریف بالا تعریفی ساده از ترانسفورماتور بود در حالی که این وسیله از سیم‌پیچ‌های متعددی تشکیل شده که خودشان دارای دو دسته‌بندی سیم‌پیچ‌های اصلی و فرعی هستند. وقتی این سیم‌پیچ‌ها در کنار هم قرار می‌گیرند و مقدار جریان ثابت یا متغیری از آنها عبور کند، امکان القا جریان به سیم‌پیچ‌های کناری وجود دارد. برای اینکه مبدل‌ها به‌درستی عمل کنند بین سیم‌پیچ‌ها نباید هیچ ارتباط الکتریکی باشد؛ چراکه میدان مغناطیسی به وجود آمده جریان الکتریکی را به طور کامل در سیم‌پیچ‌ها منتقل می‌کند.
به طور کلی می‌توان گفت، همانطور که برق به دو نوع سه فاز و تک فاز تقسیم می‌شود، ترانس‌ها نیز به دو نوع ترانس تک فاز و سه فاز تقسیم می‌شوند. هرچند که تقسیم بندی ترانس‌ها می‌تواند متنوع‌تر باشد و ما در ادامه به آن اشاره خواهیم کرد.
اجزای ترانس
بخش‌های مختلف ترانس یا ترانسفورماتور به شکل زیر است:
- درب، سینی و شاسی که بدنه ترانسفورماتور را تشکیل می‌دهد.
- سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه
- هسته ترانسفورماتور
- پلیت یا صفحه پلیت
- پلاک راهنما یا اتیکت مشخصات
- چراغ سینال
- فیوز فشارضعیف
- سیم لاکی
- مقاومت‌ها
- دیود، خازن، ترانزیستور، آی سی
- رله
- کیت الکترونیکی فشارقوی
- پتانسیومتر
- روغن
- سیستم تهویه هوای داخل
- برق‌گیر
انواع ترانس
تا به اینجا متوجه شدید که ترانسفورماتورها را با توجه به هدف و کاربردشان می‌سازند. در ادامه مطلب با ترانس هایی که بیشترین کاربرد را دارند، آشنا می شوید:
ترانس امپدانس
کاربرد این مدل از ترانسفورماتور در انتقال بیشترین توان برای امپدانس مقاومتی و پیشگیری از انعکاس امواج ولتاژ و جریان در فضاهای موج بر است.
ترانس جریان
از ترانس جریان برای تست و نسبت‌گیری جریان و مقایسه گذر جریان از سیم‌پیچ اولیه و القای جریان در سیم‌پیچ ثانویه استفاده می‌شود. به این معنا که از ترانسفورماتور جریان در نقاطی استفاده می‌شود که جریان باید به‌دقت تحت‌نظر باشد.
ترانس‌های ولتاژ
هدف از استفاده این ترانسفورماتور فراهم‌کردن نمونه ولتاژ قدرت برای دستگاه‌های کنترل و اندازه‌گیری است. این مبدل باید عملکرد دقیقی داشته باشد تا در ولتاژهای اصلی اعوجاج ایجاد نکند. ولتاژ اولیه این ترانس زیاد و ولتاژ ثانویه آن کم است.
رآکتور اشباع
این رآکتور به‌منظور کاهش تلفات در سوئیچینگ ترانزیستورهای قدرت ZCS استفاده می‌شود. برای اینکه خاصیت القایی این مدل را کاهش دهند هسته‌اش را با جریان DC اشباع می‌کنند.
ترانس‌های هسته هوایی
با این نوع ترانس مشکلاتی از قبیل پسماند مغناطیسی، تلفات جریان گردابی و تلفات هیسترزیس که در مواجه با هسته فرومغناطیس به وجود می‌آید را برطرف می‌کنند.
ترانس‌های تفاضلی متغیر خطی
ترانسی استوانه‌ای و دارای سه عدد سیم‌پیچ است که برای اندازه‌گیری جابه‌جایی کاربرد دارد.
ترانس با اتصال مثلث باز (V-V) و ترانس Scott -T (اتصال اسکات)
این دسته‌بندی به انواع متداول ترانسفورماتور با دو گونه اتصال سیم‌پیچ مربوط است.
اتو ترانسفورماتور
ترانسی متشکل از یک سیم‌پیچ، دو سر ورودی و خروجی و یک سر در قسمت میانی است. توان اتو ترانسفورماتور بسیار بیشتر از ترانسفورماتور معمولی است.
کاربرد ترانس یا ترانسفورماتور در برق قدرت
ترانسفورماتورها کاربرد زیادی در زمینه صنایع برقی دارند. اهمیت استفاده از این قطعه در کاهش ولتاژ برق در مصرف‌کننده و افزایش ولتاژ سمت تولیدکننده است. استفاده از ترانسفورماتور جایی بیشترین اهمیت را دارد که با کاهش و افزایش ولتاژ در شبکه اتلاف انرژی را به حداقل می‌رساند. کاربرد ترانس نمی‌شود فقط به شبکه برق قدرت محدود کرد. در ادامه با سایر زمینه‌ها آشنا می‌شوید.
کاربرد ترانسفورماتور در صنعت
از دیگر کاربردهای ترانس، کاربرد آن در صنعت است. انرژی الکتریکی که در نیروگاه‌ها تولید می‌شود، بعد از اینکه به مصرف‌کننده منتقل شد به شکل‌های مختلفی مورد استفاده قرارمی گیرد. مصرف‌کنندگان انرژی الکتریکی برق تولید شده را به همان شکل و همان مقدار ولتاژ دریافت و مصرف می‌کنند. اما بعضی موارد لازم است میزان ولتاژ دریافتی تغییر پیدا کند.
برای مثال در جوشکاری برای اینکه جریان بالایی در خروجی داشته باشیم، لازم است سطح ولتاژ کاهش پیدا کند. این کار را یک ترانسفورماتور معمولی به عهده می‌گیرد. اگر بخواهید از ترانس به‌عنوان یک ایزولاسیون الکتریکی با هدف حفاظت استفاده کنید، ترانسفورماتور یک‌به‌یک مناسب است.
کاربرد ترانسفورماتور در الکترونیک قدرت
دو ترانسفورماتور بالا برای فرکانس برق شهری مناسب هستند. لازم است بدانید اگر با الکترونیک قدرت سروکار دارید، ترانس مورد نیاز شما ترانسفورماتوری با فرکانس بالا هستند. در مبدل‌هایی که قدرت ولتاژ خروجی آنها ایزوله شده از ترانسفورماتور استفاده کرده‌اند. این مدل‌ها اول برق AC شهر را به DC تبدیل و بعد در فرکانس بالا با سوئیچینگ برق AC فرکانس بالایی را تولید می‌کنند. در مرحله بعد به‌منظور کنترل میزان ولتاژ و ایزولاسیون از ترانسفورماتوری با فرکانس بالا استفاده می‌شود. این ترانسفورماتور نسبت به مبدل مشابه شهری دارای ابعادی کوچک‌تر و هسته‌ای از جنس فریت است.
مشخصات و جنس هسته ترانس
برای اینکه این هسته هدایت جریان مغناطیسی را به‌خوبی انجام دهد، معمولاً آن را از آهن فرومغناطیسی می‌سازند. چون هدایت الکتریکی را به‌خوبی انجام می‌دهد باعث افزایش حرارت و بالارفتن میزان انرژی تلف شده به دلیل جریان‌های گردابی می‌شود. به همین خاطر هسته را به‌صورت ورقه‌ای می‌سازند.
علت صدای ترانسفورماتور
حرکات ضعیف هسته به دلیل شار مغناطیسی در ماده فرومغناطیس است که اگر محکم در جای خود قرار نگیرند، و این حرکات ادامه پیدا کند، صدایی شبیه به وز وز شنیده می‌شود. علاوه بر ایجاد صدا موجب گرما و افزایش تلفات حرارتی می‌شوند.
هیسترزیس یا تلفات پسماند ترانس
جهت جریان در جریان متناوب هر ۵۰ تا ۶۰ ثانیه متغیر است که باعث باقی‌ماندن مقداری از جریان در هسته می‌شود. این مقدار باقی‌مانده مانع از شارژ کامل مغناطیسی در مرحله بعد می‌شود.
جریان فوکو یا گردابی
آهن فرومغناطیس رسانای الکتریکی خوبی است. زمانی که شار مغناطیسی تغییر می‌کند هسته اتصال کوتاه می‌شود و جریان الکتریکی گردابی به وجود می‌آید. این مورد یکی از دلایلی است که هسته را ورقه‌ای می‌سازند.
سه‌فاز بودن ترانس به چه معناست؟
معمولاً ترانسفورماتورها به دو دسته تقسیم‌بندی می‌شوند:
- سه‌پارچه: این ترانس‌ها از سه ترانسفورماتور تک‌فاز تشکیل شده است.
- سه‌فاز سه‌پارچه: ترانسفورماتوری با یک هسته مشترک است.
چرا از روغن در ترانس استفاده می‌کنیم؟
استفاده از روغن در ترانس نقشی حیاتی دارد چرا که در کنار عایق بودن باعث تبادل حرارت هم می‌شود.
