timed out

ترانسفورماتورها وسایل الکتریکی هستند که ولتاژ جریان را از یک مدار به مدار دیگر تغییر می دهند. آنها در کاربردهای مختلف صنعتی، تجاری و مسکونی استفاده می شوند.

آنها را می توان بر اساس مواد اصلی و پیکربندی اتصال به چندین نوع مختلف طبقه بندی کرد. رایج ترین نوع ترانسفورماتور هسته فریت است. می توان آن را با اشکال، اندازه ها و انواع مختلفی طراحی کرد تا با نیاز برنامه مطابقت داشته باشد.

نفوذپذیری مغناطیسی یک عامل کلیدی در طراحی ترانسفورماتور است و بر اتلاف انرژی یا الکتریسیته ای که می تواند در هسته رخ دهد تأثیر دارد. به عنوان مثال، یک هسته آهن جامد دارای نفوذپذیری بسیار بالایی است. اغلب برای کاهش تلفات در هسته و ارائه عملکرد خوب با سایر عناصر جفت می شود.

چگالی میدان الکترومغناطیسی نیز عامل اصلی در طراحی ترانسفورماتور است. این بستگی به نوع ماده هسته دارد که می تواند فولاد آمورف یا آهن جامد باشد.

هسته های آمورف تلفات بسیار کمی دارند که آنها را برای منبع تغذیه کارآمد ایده آل می کند. آنها همچنین عملکرد و ایمنی بسیار خوبی در دماهای بالا ارائه می دهند.

جریان های مغناطیسی منبع اصلی تلفات در هسته ترانسفورماتور هستند و با بهبود طراحی آن می توان آنها را بیشتر کاهش داد. متداول‌ترین راه‌ها برای انجام این کار، کاهش مقدار جریان‌های گردشی (جریان‌های گردابی) در درون هسته آهنی و بهبود جفت مغناطیسی بین دو سیم‌پیچ است.

تلفات جریان گردابی

مهمترین راه کاهش جریان گردابی، نزدیک کردن دو سیم پیچ به یکدیگر و افزایش جفت مغناطیسی آنهاست. این نوع ساخت که به نام سیم پیچ متحدالمرکز شناخته می شود، این مزیت را دارد که تقریباً به تمام خطوط مغناطیسی نیرو اجازه می دهد تا به طور همزمان از دو سیم پیچ عبور کنند.

با این حال، این عیب را نیز دارد که باعث افزایش قابل توجه تلفات مغناطیسی می شود. این به این دلیل است که افزایش تماس بین دو سیم‌پیچ منجر به ایجاد یک مسیر ریلکتانس بیشتر برای میدان مغناطیسی می‌شود.

این تلفات را می توان با اطمینان از اینکه مسیر عدم تمایل برای شار مغناطیسی توسط هیچ ماده خارجی مسدود نمی شود، کاهش داد. این را می توان با ساخت یک هسته پوسته ای به دست آورد، جایی که سیم پیچ های اولیه و ثانویه روی همان اندام مرکزی یا پایه ترانسفورماتور که دو برابر سطح مقطع اندام های بیرونی با همان طرح است، پیچیده می شوند.

شار نشتی یکی دیگر از ویژگی‌های مهم این نوع هسته است و می‌توان با چیدمان سیم‌پیچ‌ها روی هر پایه به‌گونه‌ای بر آن غلبه کرد که شار مغناطیسی که در اطراف پایه‌های هر پایه در گردش است، قبل از بازگشت، مسیر بسته‌ای برای جریان در اطراف دو طرف خارج از سیم‌پیچ‌ها داشته باشد. به سیم پیچ های مرکزی این باعث می شود که شار مغناطیسی بسیار کارآمدتر باشد و در مقایسه با سایر انواع ترانسفورماتور، بازده کلی بهتری را به همراه داشته باشد.

علاوه بر کاهش شار نشتی، یک هسته از نوع پوسته همچنین می‌تواند به بهبود بازده کلی ترانسفورماتور کمک کند و به هارمونیک‌های سه‌گانه اجازه می‌دهد در پایه‌های سیم‌پیچ با یک مسیر رلوکتانس کم کارآمد همانطور که در بالا نشان داده شده است، گردش کنند. این اجازه می دهد تا اعوجاج ولتاژ خط به خنثی که در برخی از انواع دیگر سازه های ترانسفورماتور دیده می شود جذب شود.