ترانسفورماتور تک فاز و کاربردهای ترانسفورماتور تک فاز

کاربردهای ترانسفورماتور تک فاز  ترانسفورماتور تجهیزات الکتریکی استاتیک الکترومغناطیسی (بدون قطعات متحرک) است که انرژی مغناطیسی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. این شامل یک هسته آهن مغناطیسی است که به عنوان بخشی از ترانسفورماتور مغناطیسی و سیم پیچ همکاری ترانسفورماتور به عنوان بخش الکتریکی خدمت می کند. ترانسفورماتور تجهیزات راندمان بالا است و تلفات آن بسیار کم است زیرا هیچ اصطکاک مکانیکی در داخل وجود ندارد. ترانسفورماتورها تقریباً در تمام سیستمهای الکتریکی از ولتاژ کم تا بالاترین سطح ولتاژ استفاده می شوند. این تنها با جریان متناوب (AC) کار می کند ، زیرا جریان مستقیم (DC) هیچ القایی الکترومغناطیسی ایجاد نمی کند. بسته به شبکه الکتریکی که ترانسفورماتور در آن نصب شده است ، دو نوع ترانسفورماتور ، ترانسفورماتور سه فاز وترانسفورماتورهای تک فاز . اصل عملکرد ترانسفورماتور تک فاز است: منبع ولتاژ AC جریان سیم AC را از طریق سیم پیچ اصلی ترانسفورماتور تزریق می کند.
جریان AC میدان الکترومغناطیسی متناوب را تولید می کند. میدان مغناطیسی خطوط در حال حرکت از طریق هسته ترانسفورماتور آهن و شامل مدار ثانویه ترانسفورماتور. بنابراین ولتاژ در سیم پیچ ثانویه با همان فرکانس ولتاژ طرف اصلی القا می شود. مقدار ولتاژ القایی توسط قانون فارادی تعیین می شود . تقسیم ولتاژ

از کجا ،
f → فرکانس Hz
N → تعداد سیم پیچ
Φ density چگالی شار Wb

اگر بار در قسمت ترانسفورماتور ثانویه متصل شود ، جریان از طریق سیم پیچ ثانویه جریان می یابد. اصولاً ترانسفورماتورهای تک فاز می توانند به عنوان ترانسفورماتور پله ای یا پائین ترانسفورماتور عمل کنند .

قسمتهای اصلی ترانسفورماتور عبارتند از سیم پیچ ، هسته و ایزولاسیون. سیم پیچ ها باید از مقاومت کمی برخوردار باشند و معمولاً از مس ساخته شده اند (بندرت از آلومینیوم). آنها در اطراف هسته پیچیده شده و باید از آن جدا شوند. همچنین ، چرخش سیم پیچ ها باید از یکدیگر جدا شوند. هسته ترانسفورماتور از لایه های فلزی بسیار نازک ساخته شده است که از نفوذپذیری بالایی برخوردار هستند. ورقه باید نازک (بین ۰٫۲۵ میلی متر و ۰٫۵ میلی متر) به دلیل تلفات توان کاهش (شناخته شده به عنوان تلفات جریان گردابی) آنها باید از یکدیگر جدا شوند و معمولاً از لاک عایق برای آن منظور استفاده می شود. عایق ترانسفورماتور می تواند به صورت نوع خشک یا مایع پر شود. عایق نوع خشک توسط رزین های مصنوعی ، هوا ، گاز یا خلاء تأمین می شود. این فقط برای ترانسفورماتورهای اندازه کوچک (زیر ۵۰۰ کیلو ولت) استفاده می شود. نوع عایق مایع معمولاً به معنای استفاده از روغنهای معدنی است. روغن دارای چرخه عمر طولانی ، خصوصیات جداسازی خوب ، قابلیت اضافه بار و همچنین خنک کننده ترانسفورماتور را فراهم می کند. عایق روغن همیشه برای ترانسفورماتورهای بزرگ استفاده می شود.

تک فاز ترانسفورماتور شامل دو سیم پیچ، یکی در اولیه و از دیگری در سمت ثانویه. آنها بیشتر در سیستم برق تک فاز استفاده می شوند. کاربرد سیستم سه فاز به معنای استفاده از سه واحد تک فاز متصل در سیستم سه فاز است. این یک راه حل گران تر است ، و در سیستم ولتاژ بالا استفاده می شود.

برنامه های ترانسفورماتور تک فاز

از مزایای سه واحد تک فاز می توان به حمل و نقل ، نگهداری و در دسترس بودن واحدهای یدکی اشاره کرد. ترانسفورماتورهای تک فاز به طور گسترده در کاربردهای ولتاژ کم تجاری به عنوان دستگاههای الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرند. آنها به عنوان ترانسفورماتور ولتاژ گام به پایین عمل می کنند و مقدار ولتاژ خانه را به مقدار مناسب برای تهیه الکترونیک کاهش می دهند. در طرف ثانویه ، یکسو کننده معمولاً برای تبدیل ولتاژ AC به ولتاژ DC که در کاربردهای الکترونیک استفاده می شود متصل می شود.