ترانسفورماتور؛ نگاهی بر انواع ترانس‌های برق

آیا می‌دانید ترانسفورماتور در چه مدل‌هایی طراحی شده و مورد استفاده قرار می‌گیرد؟‌ ترانس‌های برق از جمله اجزای اصلی تشکیل‌دهنده سیستم‌های قدرت الکتریکی به حساب می‌آیند که عمدتاً برای تغییر سطوح ولتاژ کارایی دارند. در ادامه این راهنما قصد داریم به معرفی انواع مختلف ترانس‌ها بپردازیم؛ چنان‌چه علاقمند به این مبحث هستید به شما پیشنهاد می‌شود تا انتها ما را همراهی کنید.

بررسی ویژگی‌های انواع ترانسفورماتور

ترانس‌های برق را می‌توان بر اساس فاکتورهای مختلفی به انواع گوناگونی دسته‌بندی کرد که در ادامه به معرفی آن‌ها می‌پردازیم:

انواع ترانس بر اساس جنس هسته

• ترانس با هسته هوایی: در این تجهیزات از هوا یا پلاستیک به عنوان هسته اصلی استفاده کرده و سیم پیچ‌ها در اطراف هسته پلاستیکی پیچیده شده و یا این که هسته از نوع فیزیکی نبوده و هوا است. در این مدل از ترانس‌های تنظیم‌کننده ولتاژ، شار پیوندی مابین سیم پیچ‌ها وجود ندارد؛ چرا که مسیر شار از طریق هوا برقرار می‌شود. از دیگر نکاتی که بایستی در رابطه با این نوع ترانس‌ها بدانید این است که جرم سبکی داشته و برای دستگاه‌های الکترونیکی سیار هم‌چون فرستنده رادیویی گزینة مناسبی هستند.
• ترانسفورماتور با هسته آهنی: هسته این مدل از ترانس‌ها با استفاده از مواد فرومغناطیسی تهیه شده و به همین خاطر میدان مغناطیسی در این ترانس‌ها زیاد است. معمولاً از این دسته ترانس‌ها در مصارفی با بار سنگین و فرکانس پایین نظیر منبع تغذیه می‌توان بهره برد.

انواع ترانس بر اساس تبدیل ولتاژ

• ترانس افزاینده: در این مدل ترانسفورماتور، ولتاژ سیم پیچ ثانویه از سطح ولتاژ سیم پیچ اولیه بزرگ‌تر است؛ به این خاطر که تعداد دور در سیم پیچ اولیه در مقایسه با سیم پیچ ثانویه کم‌تر در نظر گرفته خواهد شد. این مدل از ترانس‌ها همان طور که از نامشان پیداست موجب افزایش ولتاژ خواهند شد، اما توان تغییری نخواهد کرد. معمولاً این دستگاه برای انتقال توان در مسافت‌های طولانی برای کاهش تلفات خط مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• ترانسفورماتور کاهنده: این مدل از ترانس‌ها برخلاف نوعِ افزاینده موجب کاهش ولتاژ مستقیم خواهند شد؛ به این معنا که ولتاژ خروجی در این تجهیزات نسبت به ولتاژ ورودی کم‌تر است. متداول‌ترین ترانس‌های کاهنده ولتاژ را از خطوط برق ۱۱، ۲۰ و ۳۳ کیلو ولت به ولتاژ مصرفی به جهت استفادة لوازم خانگی تبدیل خواهند کرد. جالب است بدانید که هر شارژر تلفن همراه برای عمل یکسوسازی از ترانس کاهنده برای کاهش ولتاژ داخلی بهره می‌برد.

انواع ترانسفورماتور بر اساس مصارف

• ترانس قدرت:‌ ترانس‌های مذکور برای افزایش یا کاهش ولتاژ موجود در نیروگاه به منظور انتقال کارآمد مورد استفاده قرار می‌گیرند. قابل ذکر بوده که ولتاژ عملیاتی ترانس‌های قدرت بسیار بالا و همچنین ابعاد آن‌ها نیز بسیار بزرگ بوده و قادر هستند در بار کامل با بازدهی ۱۰۰ در ۱۰۰ کار کنند.
• ترانس توزیع: همان‌طور که از نام این مدل ترانسفورماتور پیداست، برای توزیع انرژی الکتریکی مصارف تجاری یا خانگی به کار گرفته می‌شود. این ترانس‌ها قادر هستند که ولتاژهای خط را به ولتاژ خانگی استاندارد کاهش دهند. ترانس‌های توزیع نسبت به ترانس‌های قدرت ابعاد کوچک‌تری داشته و فرایند نصب آن‌ها نیز بسیار ساده‌تر است. قابل ذکر بوده که ترانس‌های توزیع راندمان زیر ۷۰ درصد دارند؛ چرا که هرگز قادر به کارکرد در بار کامل نیستند.
• ترانس ایزولاسیون:‌ این مدل از ترانسفورماتورها به منظور ایزوله‌سازی الکتریکی با هدف جلوگیری از برق‌گرفتگی کارایی دارند. قابل ذکر بوده که ترانس‌های ایزولاسیون به منظور اندازه‌گیری ایمن برای جلوگیری از ایجاد شوک الکتریکی و یا اتصال دو مدار که نباید به شکل الکتریکی متصل شوند، به کار گرفته خواهند شد.
• ترانس ابزار دقیق:‌ ترانس‌های ابزار دقیق برای اندازه‌گیری ولتاژ و جریان بالا کارایی دارند. این تجهیزات می‌توانند ولتاژ و جریان را کاهش داده و به یک محدودة ایمن برسانند که این سطح به سهولت از طریق ابزارهای اندازه‌گیری معمولی قابل اندازه‌گیری و سنجش خواهد بود. قابل ذکر بوده که ترانس‌های ابزار دقیق خود به انواع مختلفِ زیر قابل دسته‌بندی هستند:

• ترانس جریان: از این ترانس‌ها عمدتاً در اندازه‌گیری جریان‌های بسیار بزرگ می‌توان استفاده کرد.
• ترانس ولتاژ: این مدل از ترانس‌ها نیز برای اندازه‌گیری ولتاژهای بالا مورد استفاده قرار گرفته و خودِ ترانس‌های ولتاژ نیز به انواع الکترومغناطیسی، نوری و خازنی قابل دسته‌بندی هستند.

انواع ترانس بر اساس سیم پیچ

• ترانس دو سیم‌پیچه: ترانس‌های دو پیچه برای هر فاز دارای دو سیم پیچ جداگانه هستند که سیم پیچ اولیه به منبع متصل شده و سیم پیچ ثانویه بار را تغذیه می‌کند.
• اتوترانسفورماتور: ترانس‌های مذکور سه سر دارند که دو تا از آن‌ها ثابت بوده و یکی متغیر است. به منظور افزایش یا کاهش تعداد دورهای سیم پیچ ثانویه می‌توان اقدام به جابه‌جایی سرِ متغیر کرد؛ با انجام این کار ولتاژ خروجی افزایش یا کاهش پیدا خواهد نمود.

انواع ترانسفورماتور بر اساس عایق

• ترانس خشک: ترانس‌های خشک فاقد سیستم خنک‌کننده مایع بوده و سیم‌ پیچ‌های آن با استفاده از رزین اپوکسی پوشانده شده تا از نفوذ نم و رطوبت جلوگیری به عمل آید. در این ترانس‌ها از پیچه‌های بزرگ برای جبران دمای بالا بهره‌گیری می‌شود؛ به همین علت از ترانس‌های خشک در محدوده ولتاژ بیش از ۳۳ کیلو ولت استفاده نخواهد شد.
• ترانس روغنی: این مدل از ترانس‌ها برای خنک‌کاری از روغن قابل اشتعال بهره می‌برند. روغن استفاده شده در این تجهیزات در مقایسه با ترانس‌های خشک میزان سرمایش بهتری داشته و به همین علت می‌توان از این مدل ترانس در محیط‌های خشنِ بیرونی بهره برد.

انواع ترانس بر اساس فاز

• ترانس تک فاز: این مدل از ترانس‌ها عمدتاً در اجاق مایکروویو، شارژ تلفن همراه و… مورد استفاده قرار می‌گیرند. ترانس‌های مذکور مجهز به دو ترمینال ورودی در سیم پیچ اولیه و دو ترمینال خروجی متصل به سیم پیچ ثانویه هستند.
• ترانس سه فاز: این تجهیزات بیش از شش سیم پیچ داشته که سه‌تای آن‌ها اولیه و سه‌تای بعدی ثانویه برای هر فاز است. ترانس‌های سه فاز به گونه‌ای طراحی و ساخته شده‌اند که برای انتقال و توزیع برق مورد استفاده قرار می‌گیرند.

انواع ترانسفورماتور بر اساس طراحی هسته

• ترانس هسته‌ای: هسته موجود در این ترانس‌ها دارای دو ساق بوده که هر کدام از آن‌ها یک سیم پیچ جداگانه دارند. سیم پیچ‌ها موجب پوشش سطح و احاطه کردن هسته می‌شوند. قابل ذکر بوده که هسته در این نوع ترانس‌ها به صورت ورقه‌‌ای و تقریباً با حالت مربعی ساخته می‌شود. ناگفته نماند که فرایند تعمیر و نگهداری این مدل از ترانس‌ها به علت برخورداری از سیم پیچ‌های مجزا نسبت به نوع زره‌ای بسیار ساده‌تر است.
• ترانس زره‌ای: هسته این مدل از ترانس‌ها به صورت ورقه‌های مستطیلی بوده و هر دو سیم پیچ در آن‌ها در حول ساق مرکزی و بر روی یکدیگر قرار خواهند گرفت. ناگفته نماند که سیم پیچ موجب احاطه بخش اعظمی از هسته خواهد شد.
• ترانس دانه‌ای: ترانس‌های دانه‌ای نمونه‌ای از ترانس‌های زره‌ای به حساب آمده که به صورت استوانه‌ای طراحی می‌شوند. در این ترانس‌ها بیش از دو مدار مغناطیسی وجود دارد؛ به این معنا که مدارهای مغناطیسی توزیع شده‌اند.

سخن پایانی

در این راهنما تمرکز اصلی ما بر روی بررسی انواع ترانسفورماتور بر اساس فاکتورهای مختلفی نظیر جنس هسته، تبدیل ولتاژ، مصارف، سیم پیچ، عایق، فاز و نحوة طراحی هسته بود. هر یک از ترانس‌هایی که معرفی شد با تکیه بر ویژگی‌های ساختاری که داشته، مصارف مشخصی دارند. شما چه اطلاعات دیگری در رابطه با ترانس‌های برق دارید؟ لطفاً نظرات و پیشنهادات خود را پیرامون ترانس‌های برق در قسمت ارسال دیدگاه برای ما بنویسید.