تبلیغات
دانلود جزوه ، نرم افزار و مقالات مهندسی (برق قدرت ، کامپیوتر ، الکترونیک) - ترانسفورماتور :
دانلود جزوه ، نرم افزار و مقالات مهندسی (برق قدرت ، کامپیوتر ، الکترونیک)

لینکدونی

آرشیو

لینکستان

صفحات جانبی

← آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :

ترانسفورماتور :

ترانسفورماتور وسیله ای است كه انرژی الكتریكی را در یك سیستم جریان متناوب از یك مدار به مدار دیگر انتقال می دهد و می تواند ولتاژ زیاد و بلعكس تبدیل نماید .

ترانسفورماتور امروز یكی از وسایل لازم و حیاتی در سیستم های الكتریكی و همچنین سیستم های تبدیل انرژی می باشد و از دو بخش اصلی زیر تشكیل می گردد :

1- هسته كه از ورقه های نازك فولادی ساخته می شود .

2- دو یا چند سیم پیچ كه در ترانسفورماتور های معمولی با هم رابطه مغناطیسی و در اتوترانسفورماتورها دیگر رابطه الكتریكی و مغناطیسی دارند . آن بخش از سیم پیچ كه از مدار الكتریكی انرژی می گیرد سیم پیچ اولیه بخش دیگر كه از آن انرژی گرفته می شود سیم پیچ ثانویه نامیده می شود .

  • سیم پیچ متصل به مدار با ولتاژ زیاد به سیم پیچ فشار قوی ((H.W
  • سیم پیچی كه به مدار با ولتاژ كم اتصال می یابد به سیم پیچ فشار ضعیف (L.V) معروف است
  • ترانسفورماتورهای كه ولتاژ سیم پیچ ثانویه از ولتاژ اولیه آن كمتر باشد ترانسفورماتور كاهنده
  • ترانسفورماتورهای که ولتاژ سیم پیچ ثانویه از ولتاژ اولیه آن بیشتر باشد ترانسفورماتور افزایندهنامیده می شود . اگر یكی از دو سیم پیچ ترانسفورماتور مثلاً اولیه را به منبع ولتاژ متناوب وصل كنیم فوران (فلوی متناوبی) تولید خواهد شد كه دامنه اش نسبت مستقیم با ولتاژ دو سر سیم پیچ اولیه و شماره دورهای اولیه دارد . فوران تولید شده ی سیم پیچ ثانویه را نیز دور یمزند و ولتاژی در آن القاء می نماید كه مقدار آن به شماره دوره های سیم پیچ ثانویه بستگی دارد . واضح است كه ترانسفورماتور ها فقط با وجود فوران های متقابل كه هر دو سیم پیچ را دورمی زنند كار می كنند . لازم به تذكر است كه این فوران ها (فلوها) از مواد فرو مغناطیسی (پرمابیلیته) زیاد به مراتب بهتر از سایر موارد عبور مینمایند و از اینروست كه هسته ترانسفورماتورها از آهن (فورمغناطیس ) می باشد .

ترانسفورماتورهای روغنی :

برای جلوگیری از اثر تخریبی هوا و بهبود شرایط خنك شدن ترانسفورماتورهای با قدرت زیاد ، معمولاً هسته و سیم پیچ های آنها را در مخزن پر از روغن قرار می دهند كه این نوع ترانسفورماتور را روغنی می نامند .

ترانسفورماتورهای خشک :

ترانسفورماتورهایی كه توسط هوا خنك می شوند به ترانسفورماتورهای خشك معروفند.

انواع كاربری ترانسفورماتورها :

1- ترانسفورماتورهای قدرت برای انتقال و توزیع انرژی الكتریسیته

2- ترانسفورماتورهای قدرت كه برای مقاصد خاص مثل كوره ها

-3یكسو كننده ها و واحدهای جوشكاری بكار می روند .

4- ترانسفورماتورهایی كه برای تنظیم ولتاژ در شبكه های توزیع بكار می روند . 5-اتوترانسفورماتورها جهت تبدیل ولتاژ با نسبت كم و راه اندازی موتورهای القایی

-6ترانسفورماتورهای وسایل اندازه گیری قسمتهای مختلف ترانسفورماتور اگر چه اصول كار تمام ترانسفورماتورهای ولتاژ یكسان است ولی در ترانسفورماتورهای بزرگ به علت ولتاژ بالا و عبور جریان زیاد آنها ، هسته و سیم پیچ ها به شدت گرم می شوند و امكان بروز خسارت و از كار افتادن ترانسفورماتور وجود دارد ، از این گونه ترانسفورماتورها با وسایل ایمنی مجهز می گردند و ساختمان آنها پیچیده تر از ترانسفورماتورهای خشك با قدرت كم می باشد . با بررسی ساختمان ترانسفورماتورهای روغنی با قدرت زیاد دیگر احتیاجی به تشریح ترانسفورماتورهای كوچی نمی باشد .

قسمتهای مختلف  ترانسفورماتورهای اندازه گیری عبارتند از :

هسته - سیم پیچ ها (بوبین ها) - مخزن روغن - بوشینگ - پاك و لوله انفجار - تاپ چنچر - ترمومترها - رله بو خهلتس – درجه نمای روغن – تابلوهای مشخصات – چرخها – شیرهای مختلف رواشها – لوله های ارتباط – ترانسفورماتورهای جریان – جعبه كنترل (فرمان پنكه ها ، ترموستات ، پمپ ورگولاتور) – سیستم خنك كننده (رادیاتورها – پنكه ها و غیره)

الف – هسته : هسته های ترانسفورماتورها باید تا حد امكان دارای قابلیت نفوذ مغناطیسی خوب و قابلیت هدایت الكتریكی بد باشد . هسته های ترانسها از ورقهای نورد شده ی دیناموبلش یا فریت به ضخامت 35/0 تا 50/0 میلیمتر ساخته می شوند .هسته ها به خاطر كاهش تلفات فوكو و هیستر زیس به صورت مورق ساخته می شوند كه این ورقه ها نسبت به هم عایق می باشند . این خاصیت توسط یك لایه ی نازك از رزین یا مواد عایقی دیگر تأمین می گردد . هسته های ترانسها بسته به قدرت آنها ساخته و طراحی می گردد . كه شامل دو نوع می باشد، هسته های شكافدار (EI) و هسته های نواری . كاربرد هسته های شكافدار بیشتر از هسته های نواری می باشد . و این به این علت است كه این هستها به راحتی در كنار هم قرار گرفته و سیم پیچ ها بر روی آنها نصب می شوند .

ب – سیم پیچها : سیم پیچ ترانسها اغلب از جنس مس یا آلومینیم انتخاب می شود سیم پیچهای ترانسهای كوچك را معمولاً روی قرقره می پیچند جنس قرقره ها اغلب از ترموپلاست است . در اصل بیشترین درصد اشكالات ترانسها در این قسمت نقش اصلی را ایفا می كند . سیم پیچها در كل به دو صورت هستند . نواری ، كه غیر قابل تعمیر می باشند یا به صورت طبقه طبقه می باشند كه به آنها دیسكی هم گفته می شود و قابل تعمیر هستند . سیم های به كار برده شده در ترانسها ، بسته به قدرت آنها تغییر می كنند مثلاً در قدرتهای پایین و متوسط از سیم های با سطح مقطع كوچك و گرد استفاده می شود . در ترانس هایی با قدرت بالااز شمشهایی با سطح مقطع مربعی و یا نواری استفاده می شود . نحوه ی قرار گرفتن سیم پیچ ها معمولاً در ترانسها قدرت ، ابتدا سیم پیچ ثانویه یا فشار ضعیف پیچیده می شود و سپس سیم پیچ اولیه یا فشار قوی پیچیده می شود . این كار به خاطر این است كه در صورت اتصالی ، سیم پیچ فشار قوی از هسته و اتصال به بدنه دور بماند و همچنین از بالا رفتن شدت میدان میان سیم پیچ اولیه و هسته جلوگیری شود . نحوه ی اتصال سیم پیچ ها در ترانسهای سه فاز بسته به شریط بارگیری ترانس ، اتصال سیم پیچ ها را تعیین می كنند .

انواع اتصالات به شرح زیر می باشند :

1- اتصال ستاره – ستاره (Y-y)

2- اتصال ستاره – مثلث(Y-d)

3-اتصال مثلث – ستاره (D-y)

4- اتصال مثلث – مثلث (D-d)

5- ستاره – زیكزاك  (Y-z) درمیان اتصالات بالا فقط از یكی از آنها نمی توان در سیستم توزیع استفاده كرد و آن هم اتصال ستاره – ستاره می باشد                                                                                                      .

تابلو مشخصات ترانسفورماتور این تابلو (یا پلاك) كه بر روی ترانسفورماتور نصب می شود معمولاً دارای مشخصات زیر است :

نوع ترانسفورماتور – شماره سریال ترانسفروماتور – سال مونتاژ – تعداد فازها – گروه ترانسفورماتور – فركانس – نوع خنك كردن – قدرت اسمی – وزن كل – وزن روغن – و دیاگرام سیم پیچی -  سیستمهای خنك كننده ی ترانسها.

ترانسها را می توان از نظر سیستم خنك كنندگی به چند گروه تقسیم كرد :

ترانسهایی كه با جریان هوا خنك می شوند .

ترانسهایی كه با روغن خنك می شوند .

یا تركیبی از هر دو انتخاب سیستم خنك كننده ، بسته به قدرت ترانس و محل استفاده از آن می باشد .

مثلاً در محل هایی كه بلاجبار ترانس باید در سالن یا محل كار باشد از ترانسهایی با سمغ ریختگی استفاده می شود . این انتخاب به این علت است كه چون امكان آتش سوزی در كارگاه یا محل كار وجود دارد از ترانس با سیستم روغنی استفاده نمی شود . در ترانس های توزیع معمولاً از سیستم خنك كنندگی روغن استفاده می شود .معمولاً بر روی پلاك ترانس ها ، نوع سیستم خنك كنندگی آنها نوشته می شود كه نمونه ای از آنها در زیر نوشته شده اند :

1- روغن طبیعی و هوای طبیعی (ONAN ) 2- روغن با گردش توسط پمپ و هوای طبیعی      ( OFAN)

3- روغن طبیعی و پنكه های خنك كننده

 خنك كردن ترانسفورماتور بر حسب نوع ترانسفورماتور ( ترانسفورماتور خشك و ترانسفورماتور روغنی ):

1- ترانسفورماتور خشك : ترانسفورماتور خشك با قدرت زیاد بندرت ساخته می شود زیرا این ترانسفورماتورها از نظر استقامت الكتریكی و دینامیكی خیلی ضعیف تر از ترانسفورماتورهای روغنی می باشند . ترانسفورماتور های خشك معمولاً با قدرت 300 كیلو ولت آمپر و ولتاژ ماكسیموم KkVA10 ساخته می شوند . زیرا در ولتاژ های زیاد فاصله پیچك ها از یكدیگر و از قسمت هائی كه مربوط به مدار جریان نیستند خیلی زیاد می شود بطوری كه برای ترانسفورماتورهای بیش از K VA10 نیز ترانسفورماتورهای روغنی با صرفه تر است. در امریكا ترانسفورماتورهای خشك تا ولتاژ KV15 و قدرت 6000 كیلو ولت آمپر نیز ساخته شده است . در ترانسفورماتور های خشك با قدرت كم معمولاً وسیله اضافی برای خشك كردن ترانسفورماتور بكار برده نمی شود بلكه همان خنك شدن طبیعی در اثر تماس مداوم و عادی هوا با سطوح ترانسفورماتور كافی است                                  .
این نوع ترانسفورماتور را كه خود به خود خنك می شود با TS نشان می دهند . ترانسفورماتور هایی با قدرت بیشتر كمك فنتیلاتور ( باد زن ) مخصوص خنك می كنند . این ترانسفورماتورها با علامت TF مشخص می شوند . در این طریق خنك كردن حركت وسیر كولاسیون هوا به وسیله فنتیلاتور زیاد و سریع شده در نتیجه هدایت حرارت بخارج سریع تر عملی می گردد . ترانسفور ماتور های خشك باید حتی الامكان بطور دائمی به ولتاژ وصل باشد و از شبكه برق قطع نگردند زیرا قطع شدن آن باعث خنك شدن عرق كردن و مرطوب شدن ترانسفورماتور می گردد .

2- ترانسفورماتور روغنی : در این ترانسفورماتور ها روغن واسطه انتقال حرارت از هسته و سیم پیچ ترانسفورماتور به هوای خارج می باشد .

انواع ترانسفورماتور:ترانسفورماتورها به چند گروه اصلی زیر تقسیم می شوند.
1- ترانسفورماتورهای قدرت برای انتقال و توزیع انرژی الکتریسیته
2- ترانسفورماتورهای اندازه گیری برای اتصال دادن وسایل اندازه گیری
3- ترانسفورماتور قدرت برای مقاصد خاص مثل ترانسفورماتورهای کوره ها یا واحدهای جوشکاری
4- تنظیم کننده های القایی برای تنظیم ولتاژ در شبکه های توزیع
5- اتو ترانسفورماتورها برای تبدیل در حدود کم برای راه انداختن موتورهای جریان متناوب
6- ترانسفورماتورهای آزمایشی برای انجام آزمایشهای با ولتاژ زیاد

تلفات ترانسفورماتورها :

به طور کلی توان در ترانسفورماتورها به دو صورت تلف می شود:
الف – تلفات مسی یا اهمی : به علت وجود مقاومت اهمی در سیم پیچ ها در اثر عبور جریان الکتریکی مقداری از توان به صورت حرارت در سیم پیچ ها از بین می رود.
ب - تلفات هسته آهنی

توان در هسته به سه صورت تلف می شود که عبارتند از:
1- تلفات فراری یا پراکندگی: مقداری از فلوی مغناطیسی بدون آنکه در داخل هسته و در سیم پیچ ثانویه مفید واقع شود به بیرون از هسته نشت کرده و پراکنده می شود و باعث کاهش توان می گردد.

2- تلفات فوکو : در اثر تغییرات فلوی مغناطیسی در هسته ، جریانی به نام جریان فوکو در هسته ایجاد می شود که بر طبق قانون لنز با جریان به وجود آورنده خود مخالفت می کند و باعث کاهش آن می شود.بنابراین با کاهش جریان ، توان ترانسفورماتور افت پیدا می کند.جریان فوکو یک جریان گردابی است و باعث گرم شدن هسته نیز می شود.برای کاهش جریان فوکو، هسته را ار ورقه هایی که نسبت به همدیگر عایق هستند می سازند.

3- تلفات هیسترزیس:  تلفات هیسترزیس تلفاتی است که در اثر کاهش و افزایش حوزه مغناطیسی در هسته به وجود می آید. به این ترتیب که ، جریان درلحظه ای که مثبت است حوزه مغناطیسی در یک جهت معین در هسته به وجود می آید و وقتی که جهت جریان عوض شد ، جهت حوزه مغناطیسی نیز عوض می شود.در نتیجه عوض شدن جهت حوزه مقداری از حوزه که در قسمت مثبت هسته باقی مانده بود ، باید حذف شود و جهت تغییر کند.این مقدار باقی مانده را پس ماند مغناطیسی می گویند.حذف پس ماند مغناطیسی و عوض شدن جهت آن و ادامه این عمل باعث تلفات هیسترزیس می شود.به زبان ساده وقتی جریان تغییر جهت می دهد مولکول های هسته نیز تغییر جهت می دهند و در این تغییر جهت مولکول ها بین آنها اصطکاک به وجود آمده و باعث گرم شدن هسته می شود.این عمل موجب تلفات هیسترزیس می گردد.

درباره وبلاگ

مدیر وبلاگ : ایمان مروتی

آخرین پست ها

جستجو

نظرسنجی

  • شما بازدید کننده محترم مطالب وبلاگ را چقدر مفید می دانید؟




نویسندگان

Status -->
سیستم هوشمند تک باکس