پارامترهای اصلی ترانسفورماتور چیست؟

الزامات فنی مربوطه برای انواع مختلف ترانسفورماتور وجود دارد که می تواند با پارامترهای فنی مربوطه بیان شود.به عنوان مثال، پارامترهای فنی اصلی ترانسفورماتور قدرت عبارتند از: توان نامی، ولتاژ نامی و نسبت ولتاژ، فرکانس نامی، درجه دمای کاری، افزایش دما، نرخ تنظیم ولتاژ، عملکرد عایق و مقاومت در برابر رطوبت.برای ترانسفورماتورهای فرکانس پایین عمومی، پارامترهای فنی اصلی عبارتند از: نسبت تبدیل، مشخصات فرکانس، اعوجاج غیرخطی، محافظ مغناطیسی و محافظ الکترواستاتیک، بازده و غیره.

پارامترهای اصلی ترانسفورماتور شامل نسبت ولتاژ، مشخصات فرکانس، توان نامی و راندمان می باشد.

(1)سهمیه ولتاژ

رابطه بین نسبت ولتاژ n ترانسفورماتور و پیچ ها و ولتاژ سیم پیچ های اولیه و ثانویه به شرح زیر است: n=V1/V2=N1/N2 که در آن N1 سیم پیچ اولیه (اولیه) ترانسفورماتور است، N2 سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور است. سیم پیچ ثانویه (ثانویه)، V1 ولتاژ دو سر سیم پیچ اولیه و V2 ولتاژ در هر دو انتهای سیم پیچ ثانویه است.نسبت ولتاژ n ترانسفورماتور استپ آپ کمتر از 1، نسبت ولتاژ n ترانسفورماتور کاهنده بزرگتر از 1 و نسبت ولتاژ ترانسفورماتور ایزوله برابر با 1 است.

(2)توان نامی P این پارامتر عموماً برای ترانسفورماتورهای قدرت استفاده می شود.این به توان خروجی اشاره دارد که ترانسفورماتور قدرت می تواند برای مدت طولانی بدون تجاوز از دمای مشخص شده تحت فرکانس کاری و ولتاژ مشخص کار کند.توان نامی ترانسفورماتور مربوط به سطح مقطع هسته آهنی، قطر سیم لعابی و غیره است. ترانسفورماتور دارای سطح مقطع هسته آهنی بزرگ، قطر سیم لعابی ضخیم و توان خروجی زیاد است.

(3)مشخصه فرکانس مشخصه فرکانس به این اشاره دارد که ترانسفورماتور محدوده فرکانس کاری مشخصی دارد و ترانسفورماتورها با محدوده فرکانس کاری متفاوت قابل تعویض نیستند.هنگامی که ترانسفورماتور فراتر از محدوده فرکانس خود کار می کند، دما افزایش می یابد یا ترانسفورماتور به طور معمول کار نمی کند.

(4)راندمان به نسبت توان خروجی و توان ورودی ترانسفورماتور در بار نامی اشاره دارد.این مقدار متناسب با توان خروجی ترانسفورماتور است، یعنی هر چه توان خروجی ترانسفورماتور بیشتر باشد، بازده بالاتری دارد.هرچه توان خروجی ترانسفورماتور کمتر باشد، بازده کمتری دارد.مقدار بازده ترانسفورماتور به طور کلی بین 60 تا 100 درصد است.

در توان نامی، نسبت توان خروجی و توان ورودی ترانسفورماتور را بازده ترانسفورماتور می نامند.

η= x100%

جایی کهη آیا کارایی ترانسفورماتورP1 توان ورودی و P2 توان خروجی است.

هنگامی که توان خروجی P2 ترانسفورماتور برابر با توان ورودی P1 باشد، بازدهη معادل 100% ترانسفورماتور هیچ ضرری تولید نخواهد کرد.اما در واقع چنین ترانسفورماتور وجود ندارد.هنگامی که ترانسفورماتور انرژی الکتریکی را منتقل می کند، همیشه تلفاتی ایجاد می کند که عمدتاً شامل تلفات مس و آهن می شود.

تلفات مس به تلفات ناشی از مقاومت سیم پیچ ترانسفورماتور اشاره دارد.هنگامی که جریان از طریق مقاومت سیم پیچ گرم می شود، بخشی از انرژی الکتریکی به انرژی گرمایی تبدیل می شود و از دست می رود.از آنجایی که سیم پیچ به طور کلی توسط سیم مسی عایق پیچیده می شود، از دست دادن مس نامیده می شود.

اتلاف آهن ترانسفورماتور شامل دو جنبه است.یکی از دست دادن هیسترزیس است.هنگامی که جریان AC از ترانسفورماتور عبور می کند، جهت و اندازه خط مغناطیسی نیرویی که از ورق فولاد سیلیکونی ترانسفورماتور عبور می کند، تغییر می کند و باعث می شود مولکول های داخل ورق فولاد سیلیکونی به یکدیگر ساییده شده و انرژی گرمایی آزاد کنند. بنابراین بخشی از انرژی الکتریکی را از دست می دهد که به آن افت هیسترزیس می گویند.مورد دیگر تلفات جریان گردابی است، زمانی که ترانسفورماتور کار می کند.یک خط مغناطیسی نیرو از هسته آهنی عبور می کند و جریان القایی در صفحه عمود بر خط مغناطیسی نیرو ایجاد می شود.از آنجایی که این جریان یک حلقه بسته را تشکیل می دهد و به شکل گردابی در گردش است، جریان گردابی نامیده می شود.وجود جریان گردابی باعث گرم شدن هسته آهنی و مصرف انرژی می شود که به آن اتلاف جریان گردابی می گویند.

راندمان ترانسفورماتور ارتباط تنگاتنگی با سطح توان ترانسفورماتور دارد.به طور کلی هرچه توان بیشتر باشد، تلفات و توان خروجی کمتر و بازده بالاتر است.برعکس، هرچه قدرت کمتر باشد، راندمان کمتر است.