ترانسفورماتور برای چه مواردی استفاده می شود: ویژگی ها، اصل عملکرد و کاربرد

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

برای شروع، بیایید بفهمیم که ترانسفورماتور برای چیست و چیست. این یک ماشین الکتریکی است که برای تغییر ولتاژ طراحی شده است. آنها بسته به هدف متفاوت هستند. ترانسفورماتورهای جریان، ولتاژ، تطبیق، جوش، قدرت، اندازه گیری وجود دارد. هر کس وظایف متفاوتی دارد، اما آنها به طور واضح با اصل عمل متحد هستند. همه ترانسفورماتورها با جریان متناوب کار می کنند. چنین دستگاه های DC وجود ندارد. همه آنها سیم پیچ اولیه و ثانویه دارند.

سیم پیچ اولیه و به چه چیزی سیم پیچ ثانویه می گویند؟

اولیه ولتاژی است که ولتاژ به آن می آید و ثانویه ولتاژی است که از آن برداشته می شود. فرض کنید یک ترانسفورماتور داریم که ولتاژ 220 ولت متناوب را به 12 ولت تبدیل می کند. در این حالت، سیم پیچ اولیه سیم پیچی است که 220 ولت است. اما ترانسفورماتورها نه تنها می توانند پایین بیایند، بلکه ولتاژ را نیز افزایش دهند. بنابراینبنابراین، با اتصال 12 ولت AC به سیم پیچ ثانویه که قبلاً نشان داده شده است، می توانیم 220 ولت را از سیم پیچ اولیه حذف کنیم.

در برخی موارد، ممکن است چندین سیم پیچ ثانویه وجود داشته باشد. به عنوان مثال، در تلویزیون های قدیمی دستگاه هایی با یک سیم پیچ اولیه و بسیاری از سیم پیچ های ثانویه وجود داشت که ولتاژ آنها از 3.3 تا 90 ولت متغیر بود. در هر صورت، ترانسفورماتور برای تبدیل ولتاژ و جریان به مقادیر بهینه عمل می کند.

قانون بقای انرژی

باید فهمید که این واحد از هیچ جا انرژی نمی گیرد. به عنوان مثال، اجازه دهید یک ترانسفورماتور با ولتاژ اولیه 220 ولت و جریان 5 آمپر را در نظر بگیرید. این بدان معنی است که قدرت آن 1100 وات است. از سیم پیچ ثانویه در 22 ولت، می توانیم جریانی بیش از 50 آمپر را حذف کنیم. با تبدیل به وات، همان 1100 وات را دریافت می کنیم. ما قدرت بیشتری را از سیم پیچ ثانویه حذف نمی کنیم. اگر سعی کنید این کار را انجام دهید، دستگاه به سادگی از کار می افتد. بنابراین، مشخص می شود که ترانسفورماتور برای چیست. برای تبدیل ولتاژ AC به DC. در ادامه، در مورد هر نوع از این دستگاه‌ها بیشتر به شما خواهیم گفت.

ترانسفورماتورهای ابزار

از این قبیل دستگاه ها برای کاهش مقادیر تا حد قابل قبول برای دستگاه های اندازه گیری استفاده می شود. آنها در ابزار دقیق استفاده می شوند. شما همچنین می توانید چنین دستگاه هایی را در فناوری ریزپردازنده پیدا کنید. در آنجا آنها به عنوان یک حسگر کار می کنند که سیگنال های سطوح مختلف را به هیئت مدیره می فرستد، بسته به اینکه دومی در مورد عملکرد بیشتر "تصمیم می گیرد".لوازم خانگی.

آنها معمولاً بسیار دقیق هستند و برای استفاده مصرف کنندگان در نظر گرفته نشده اند. نمونه هایی از مواردی که از ترانسفورماتورهای ابزار استفاده می شود، دستگاه های زیر برای تبدیل جریان و ولتاژ هستند. ما سعی خواهیم کرد تا جایی که ممکن است هدف آنها را با جزئیات توضیح دهیم.

ترانسفورماتور جریان

این دستگاه ها برای چیست؟ آنها برای کاهش مقدار جریان به تجهیزات اندازه گیری قابل قبول طراحی شده اند. در واقع آنها تجهیزات میانی بین هادی ها هستند که از آنها باید مقدار مقدار و مکانیسم اندازه گیری را گرفت. چنین ترانسفورماتورهایی همانطور که قبلاً ذکر شد در ابزارهای اندازه گیری، تجهیزات حفاظتی و اتوماسیون استفاده می شود. آنها به این ترتیب متصل می شوند: سیم پیچ اولیه دارای چندین چرخش است و به صورت سری با بار متصل می شود و سیم پیچ ثانویه به حداقل مقاومت ممکن تجهیزات حفاظتی یا اندازه گیری متصل می شود.

معمولاً این ترانسفورماتورها با خود تجهیزات عرضه می شوند، زیرا تغییرات جزئی در مقاومت بار بر دقت اندازه گیری تأثیر می گذارد و تجهیزات حفاظتی به درستی کار نمی کنند. ویژگی طراحی و روش اتصال چنین دستگاه هایی تامین انرژی مصرف کننده را غیرممکن می کند.

ترانسفورماتورهای ولتاژ

این نوع دستگاه برای تامین انرژی مصرف کنندگان استفاده نمی شود، اما برای ایجاد یک ایزوله گالوانیکی بین قطعات فشار قوی و ولتاژ پایین ضروری است. روش ساخت چیزی نیستمتفاوت از انواع قدرت دستگاه هایی با همین نام. هنوز سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه وجود دارد، سطح مقطع سیم نسبتاً کم است، که اجازه نمی‌دهد از آن برای تامین انرژی مصرف‌کنندگان استفاده شود.

برای مثال، یک کیلو ولت متر بگیرید. واقعیت این است که ساخت دستگاهی که ولتاژ بالا را نگه دارد بسیار گران است. بنابراین، یک ترانسفورماتور ولتاژ بین پروب های اندازه گیری که مقدار کمیت ها را می گیرند و دستگاه نصب می شود. مقادیر بالا را با مکانیسم اندازه گیری به قابل قبول تبدیل می کند (تقریباً 100 ولت). این اندازه گیری به شما امکان می دهد تغییراتی در مکانیسم اندازه گیری ایجاد نکنید. تا حدودی، این طرح اتصال به شما امکان می دهد از برقی که اندازه گیری می کند محافظت کنید.

آنها همچنین برای نصب در سیستم های کنترل خودکار و حفاظتی مختلف استفاده می شوند. اکنون می دانید که ترانسفورماتورهای ولتاژ برای چیست. بیایید به نوع بعدی برویم - دستگاه های جوشکاری با همین نام.

ترانسفورماتورهای قدرت

اینها دستگاه های قدرتمندتری هستند که بسیاری از شما دیده اید. در مرحله بعد به تفصیل توضیح خواهیم داد که ترانسفورماتورهای قدرت برای چه مواردی استفاده می شوند. آنها برای افزایش / کاهش ولتاژ از طریق القای الکترومغناطیسی به مقدار مورد نیاز مصرف کننده مورد نیاز هستند. در مورد این دستگاه ها کلمه مصرف کننده به کارخانه ها و ساختمان های مسکونی اطلاق می شود.

بارزترین مثال دستگاه هایی هستند که 6 (10) کیلوولت را به 380 ولت قابل قبول کاهش می دهند، که قبلاً یک فاز را در ترکیب با خط میانی تغذیه می کنند.خانه های ما به 220 ولت نیاز دارند. و نمونه ای از چنین ترانسفورماتورهای افزایش دهنده را می توان در مایکروویو پیدا کرد، جایی که یکی از شبکه های 220 ولت، مگنترون 2 کیلو ولتی را برای عملیات ضروری می کند. واحدهای ولتاژ بالا (بالاتر از 1000 ولت) تقریباً همیشه سه فاز هستند و به واحدهای خنک کننده با روغن یا هوا و همچنین اصلاح آب و هوا و ولتاژ سیم پیچ اولیه طبقه بندی می شوند.

یکی از ویژگی های ترانسفورماتورهای سه فاز این است که بسته به درج سیم پیچ ها (ستاره-مثلث)، می توانید ولتاژ کار را 1.73 برابر تغییر دهید. فرض کنید این واحد که توسط یک دلتای 6 کیلو ولت به هم متصل شده است، می تواند در شبکه 10 کیلو ولت کار کند، مگر اینکه البته سازنده از سمت عایق به این امکان رسیدگی کرده باشد. ترانسفورماتورها همانطور که در بالا ذکر شد سه فاز و تک فاز هستند. دستگاه ها برای کار با ظرفیت های مختلف بسته به نیاز مصرف کننده طراحی شده اند.

ترانسفورماتورهای تک فاز که قبلاً به عنوان منبع تغذیه استفاده می شدند، اکنون به طور فعال با مبدل های الکترونیکی مختلف جایگزین می شوند که کارایی بیشتر، وزن و ابعاد کمتری دارند. همچنین دستگاه های قدرت را می توان بر اساس نوع اجرای مدار مغناطیسی به میله و زره تقسیم کرد.

یک ترانسفورماتور با یک مدار مغناطیسی هسته به گونه ای طراحی شده است که 2 سیم پیچ بر روی یک قطعه U شکل نصب می شود و یک یوغ در بالا بسته می شود. مزیت این است که عناصر در واقع با یکدیگر تماس ندارند.

در مدار مغناطیسی زرهی، سیم پیچ روی قسمت W شکل نصب می شود. قسمتی که هادی ها روی آن قرار دارند معمولاً ابتدا پیچیده می شودبه عنوان اولیه، و سپس، از طریق یک جداکننده مقاوم در برابر حرارت، به عنوان ثانویه. مزیت محافظت مکانیکی تقویت شده سیم پیچ ها است.

هسته های حلقوی نیز وجود دارد، اما آنها از حلقه های فریت ساخته شده اند، زیرا ساخت چنین ساختاری از یک مدار مغناطیسی چند لایه بی فایده است. چنین واحدهایی معمولاً در الکترونیک استفاده می شوند و در فرکانس های بالا کار می کنند.

ترانسفورماتورهای جوشکاری

این دستگاه ها برای چیست؟ در واقع آنها واحدهای مستقلی هستند. یعنی ترانسفورماتور جوشکاری مهاری نیست که عملکرد هیچ وسیله ای را تضمین کند، بلکه خود یک دستگاه تمام عیار است. هدف از چنین دستگاهی کاهش ولتاژ شبکه به نسبتاً کم، تقریباً 50-60 ولت و تأمین جریان زیاد است.

در این ولتاژ، یک قوس نسبتاً کوتاه می شکند، اما یک جریان واقعاً عظیم، قدرت زیادی را برای آن فراهم می کند. به لطف آخرین پارامتر، فلز جوش یا برش داده می شود.

چنین ترانسفورماتورها معمولاً دارای تنظیم جریان هستند. این برای تغییر قطر و نوع الکترود جوشکاری ضروری است. درست است، ترانسفورماتورهای جوشکاری برای مصارف خانگی به طور فزاینده ای با اینورتر جایگزین می شوند. که جای تعجب نیست، زیرا راندمان مبدل جوشکاری کمتر است. ولتاژ شبکه را به شدت کاهش می دهد، جریان های زیادی را روی سیم پیچ اولیه مصرف می کند، وزن زیادی دارد، تحرک کمی دارد و در مقایسه با دستگاه های نوع اینورتر بسیار گرم می شود.

اکنون می دانید که ترانسفورماتور جوشکاری چگونه کار می کند و برای چیست.

هماهنگ

این نوع ترانسفورماتور در مدارهای چند مرحله ای مختلف برای تطبیق مقاومت بین قسمت های مختلف مدار استفاده می شود. می توانید آن را در یک تقویت کننده صوتی لوله ای پیدا کنید. معمولاً در چنین دستگاه هایی یک روز تعطیل است.

پس ترانسفورماتور تطبیق بار برای چیست؟ به عنوان مثال، ولتاژ عملکرد لامپ ها در تقویت کننده فرکانس صوتی 70-90 ولت است، اما جریان کم است. چنین ولتاژی را نمی توان به بلندگوها اعمال کرد، به این معنی که به ولتاژ قابل قبولی کاهش می یابد و بر این اساس جریان افزایش می یابد.

هدف چنین ترانسفورماتور کاهش ولتاژ یا افزایش آن به مقدار مورد نیاز توسط یک گره خاص از دستگاه است.

نتیجه گیری

همه دستگاه های تبدیل جریان و ولتاژ بر اساس اصل عملکرد متحد شده اند. پارامترهای کلیدی که هنگام خرید باید به آنها توجه کرد: ولتاژ اولیه، سیم پیچ ثانویه، فرکانس، ضریب توان و بر این اساس، توان و جریان خروجی.

در زندگی روزمره، این دستگاه تقریباً هرگز استفاده نمی شود. از این گذشته ، ترانسفورماتور جوشکاری جایگزین اینورتر شد و آنالوگ های آن در منابع تغذیه قبلاً جایگزین مبدل های ولتاژ الکترونیکی شده اند. این امر به این دلیل انجام می شود که دستگاه ها معمولاً در مقایسه با دستگاه های الکترونیکی دارای وزن زیادی هستند و همچنین به دلیل مصرف زیاد فلزات رنگی در تولید و تعمیرات گران قیمت، از نظر اقتصادی به صرفه نیستند. به زودی در می ماندفقط پست‌های ترانسفورماتور را تولید می‌کند، اما فقط در مکان‌هایی که امکان جایگزینی آنها با قطعات الکترونیکی وجود ندارد.

در این مقاله سعی کردیم توضیح دهیم که ترانسفورماتورها چه کاربردی دارند و کمی در مورد انواع اصلی آنها صحبت کردیم.