بلاگ, ترانسفورماتور

شناخت انواع هسته ترانسفورماتور + ساختمان

هسته ترانسفورماتور

هسته ی ترانسفورماتور ها بخش اصلی این دستگاه ها میباشند که وظیفه ی انتقال این جریان بوجود آمده در سیم پیچ اول به سیم پیچ دوم است که با هدایت کردن شار ایجاد شده این کار را انجام میدهند.

این هسته ها از ورقه های نازک به هم چسبیده تشکیل شده اند که سطح آنها با توجه به نوع ترانسفورماتوری که ما می خواهیم محاسبه میشودند .

با راهنمای جامع انواع هسته ترانسفورماتورها، ساختار و کاربرد آنها با ما همراه باشید.

انواع هسته ترانسفورماتور ها :

هسته های آهن :

این ورقه ها از آهن هایی که پسماند ندارند و آلیاژ سیلیکوم در ان ها به کار رفته درست میشوند که بتوانند جریان را به خوبی انتقال دهند . مقدار سیلیکوم به کار رفته در آن ها باید حدود 4/5 درصد باشد و اگر از این درصد بالاتر رود ممکن است این ورقه ها در فشار های بالا شکننده شوند .

هسته ترانسفورماتور

برای استفاده ی لایه ای عایق بین این ورقه ها امروزه از یک لایه اکسید فسفات یا سیلیکات به ضخامت 2 الی 20 میکرون استفاده میشود و آن ها را عایق میکنند .

این ورقه ها برای قرار گیری در قرقره این ترانسفورماتور ها به اشکال مختلفی ساخته میشوند که در ادامه آن ها بررسی خواهیم کرد .

مزایای هسته های آهنی و معایت آن:

-مزایا:

پایین بودن قیمت

فراوانی آن

عمر طولانی هسته ها

فرم دهی آسان برای انوان قرقره ها

-معایب:

وزن بالا

داشتن نویز

خاصیت القایی پایین

ضد آب نبودن

هسته فریت :

 با رشد تکنولوژی دانشمندان توانستند ورقه هایی کاملا ایزوله از هر نظر و با نویز دهی بسیار پایین بسازند که با توجه به مواد سازنده ان خاصیت القایی بسیار بالایی دارد و تمامی کاستی های هسته ی آهنی را جبران کرده و خاصیت القایی بالایی دارد و اسم آن فریت بود .

هسته ترانسفورماتور

مهمترین خصوصیتی که این هسته های فریتی دارند این است که بر خلاف هسته های آهنی خود دارای عایق هستن و دیگر برای درست کردن ترانسفورماتور های هستهی فریتی نیازی به عایق کردن هسته نیست .

مقاومت ویژه آنها عددی بین 10 تا 104 است و این در خالی است که مقاومت هسته آهنی 10تا7 هست و به همین خاطر میتوان از آن ها در فرکانس های بالا استفاده کرد.

مزایای هسته های فریتی و معایت آن:

-مزایا:

سبک بودن

تولید نویز پایین

ضدآب بودن

خاصیت القایی خوب

-معایب:

قابلیت انعطاف کم

شکننده بودن

هسته ی هوا :

در کاربرد های  خاص ترجیح داده میشود که از هسته مغناطیسی در وسط سیم‌ پیچ ها استفاده نشود که به آن سیم‌پیچ با هسته هوا میگویند. ویژگی اصلی این هسته‌ها نبود تلفات هسته و پدیده اشباع است .

هسته ترانسفورماتور

بنابراین در کاربرد‌هایی که نیاز به بالا رفتن چگالی شار است یا فرکانس بسیار بالا می‌باشد از هسته هوا استفاده می‌شود که باعث پاییت آوردن تلفات جریان داخل هسته و جا به جایی درست نیرو میشود.

 

مزایای هسته های هوا و معایت آن:

-مزایا:

تلفات بسیار پایین

نبود اشباع الکتریکی

-معایب:

پاییت بودن مقاومت آن

اشکال مختلف هسته ترانسفورماتور:

اشکال هسته های آهنی : این هسته های آهنی معمولا به شکل های EI , EE , UI هستند .

اشکال هسته های فریتی : اسن هسته ها به شکل های EE، UU، RM، ETD، EFD، پلانار و … هستند.

 

بهترین شکل هسته ترانسفورماتور:

بهترین شکل سطح مقطه هسته ی ترانسفورماتور دایره ای میباشد. برای ساخت مقطع دایره ای کامل ، هر ورق فولادی لمینیت پی در پی باید در ابعاد و اندازه های مختلف برش داده شود. این برای تولید عملی کاملاً غیر اقتصادی است که ممکن است محدودیت های مالی را ایجاد کند.

در واقعیت  تولید کنندگان از گروه های مختلف یا بسته هایی با تعداد از پیش تعریف شده ورق های لمینیت با همان ابعاد استفاده می کنند. گروه یا بسته بلوک از ورق های چند لایه با ارتفاع بهینه از پیش تعریف شده (ضخامت) است.

 

راهکار کاهش تلفات در هسته:

استفادهلایه های نازک‌تر در هسته ترانسفورماتور ها باعث کاهش تلفات در دستگاه میشود ، اما از طرفی هزینه ساخت ترانسفورماتور را افزایش می‌دهد که این امری محدود در بسیاری ار پروژه های ساخت هسته میباشد.

بنابراین از هسته‌هایی با لایه‌های نازک معمولاً در بسامدهای بالا استفاده می‌شود. با استفاده از برخی انواع هسته‌های با لایه‌های بسیار نازک امکان ساخت ترانسفورماتورهایی برای کاربرد در مصارف تا ۱۰ کیلوهرتز پدید می‌آید.

هسته هایی با لایه های ضخیم تر بسامد انتقالی کمی دارند و در مصارف نمیتوانند بسامدی بیشتر از 5 کیلوهرتز را رائه دهند.

 

انواع ابعاد هسته های ترانسفورماتور :

ابعاد بزرگتر هسته ها نشان از آن دارد که توان انتقال نیروی بیشتری را دارند و مصارف آن های مختلف است .

به عنوان مثال هسته ی U120 نشان دهنده ی یک هسته ی فریتی U شکل است که دارای پهنای 120 میلیتری است که باز این میلیمتر هم به نوع آن بستگی دارد و در برخی موارد اندازه آن ها به 20 الی 22 سانتی متری در مصارف صنعتی میرسد .

 

محاسبه ی سطح مقطع ترانسفورماتور ها :

همانطور که در بالا گفتیم برای بکارگیری هسته ی مناسب با کار ما باید سطح مقطع هسته اندازه گیری شود که از رابطه مشخصی پیروی میکنید .

S = K × √P1

در رابطه ی بالا   S سطح مقطع خالص هسته بر حسب سانتی متر مربع  ، P1  قدرت ظاهری اولیه ترانسفورماتور بر حسب ولت آمپر ، K  ضریبی است که به جنس هسته و نقطه کار ترانسفورماتور بستگی داشته و مقدار آن بین ۰/۸ تا ۱/۲ است.

باید این نکته را در نظر داشته باشید که بازده ی هه هسته ها 100% نیست و برای همین با توجه به داشتن قدرت ظاهری سیم پیچ دوم و درصد خروجی هسته میتوان قدرت ظاهری ترانس را محاسبه نمود .

P1 = P2/η = V2.I1/η

رابطه بالا نحوه ی بدست آوردن قدرت ظاهری اولیه میباشد از طریق جریان و ولتاژ خروجی .

برای راحتی کار کاربران امروزه نرم افزار های زیادی درست شده اند که بدون محاسبه و دادن اعداد تمامی دانسته های لازم در ارتباط با طراحی و ساخت ترانسفورماتور مورد نظر شما را به شما میدهند.

 

در مجموع هسته ها جزو مهمترین و اصلی ترین عضو های یک ترانسفورماتور میباشند و وظیفه ی اصلی انتقال جریان از یک سیم پیچ اولیه به سیم پیچ ثانویه را دارند که اشتباه در انتخاب هسته مناسب میتواند خسارت های جبران ناپذیری برجای بگذارد و با داشتن اگاهی از انواع و نحوه ی انتخاب هسته ی درست میتوان جلوی این خسارات را گرفت و در کمترین زمان ممکن به نتیجه ی مطلوب دستگاه ترانسفورماتور خود برسیم .

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *