مشاهده لیست قیمت ترانسفورماتورهای توزیع ایران ترانسفو:
www.Atecco.ir

📙#مفاهیم_پایه ترانسفورماتور (بخش چهارم)

تاثیر فرکانس
مشتق زمان در قانون فاراده نشان می‌دهد که شار در یک سیم‌پیچ، برابر انتگرال ولتاژ ورودی است. در یک ترانسفورماتور ایده‌آل افزایش شار در سیم‌پیچ به طور خطی در نظر گرفته می‌شود اما در عمل شار مغناطیسی با سرعت نسبتاً زیاد افزایش پیدا می‌کند این افزایش تا جایی ادامه دارد که شار به نقطه اشباع مغناطیسی هسته می‌رسد. به خاطر افزایش ناگهانی جریان مغناطیس کننده در یک ترانسفورماتور واقعی، همه ترانسفورماتورها باید همیشه با جریان متناوب سینوسی (نه پالسی) تغذیه شوند.
@transformermag
برای یک ترانسفورماتور در چگالی مغناطیسی ثابت، EMF با افزایش فرکانس افزایش می‌یابد که تأثیر آن را می‌توان از معادله عمومی EMF محاسبه کرد؛ بنابراین با استفاده از ترانسفورماتورها در فرکانس بالاتر می‌توان بهره‌وری آنها را نسبت به وزن‌شان افزایش داد چراکه یک ترانسفورماتور با حجم هسته ثابت در فرکانس بالاتر می‌تواند میزان توان بیشتری را بین سیم‌پیچ‌ها جابجا کند و تعداد دور سیم‌پیچ کمتری نیز برای ایجاد یک امپدانس ثابت نیاز خواهد بود. با این حال افزایش فرکانس می‌تواند موجب به وجود آمدن تلفات مضاعف مانند تلفات هسته و اثر سطحی در سیستم شود. در هواپیماها و برخی تجهیزات نظامی از فرکانس ۴۰۰ هرتز استفاده می‌شود چرا که با این کار گذشته از افزایش برخی تلفات می‌توان حجم تجهیزات را کاهش داد.
@transformermag
به طور کلی استفاده از یک ترانسفورماتور در ولتاژ نامی ولی فرکانس بیش از نامی موجب کاهش جریان مغناطیس کننده می‌شود و به این ترتیب در فرکانس کمتر از فرکانس نامی جریان مغناطیس کننده می‌تواند در حد زیادی افزایش یابد. البته استفاده از ترانسفورماتورها در فرکانسهای بیشتر یا کمتر از فرکانس نامی باید قبل از اقدام، مورد ارزیابی قرار گیرد تا شرایط ایمن برای کار ترانس مثل سنجش ولتاژها، تلفات و استفاده از سیستم خنک‌کننده خاص بررسی شود. برای مثال ترانسفورماتورها باید به وسیله رله‌های کنترل محافظتی ولتاژ به ازای فرکانس مجهز شوند تا در مقابل اضافه ولتاژهای ناشی از افزایش فرکانس محافظت شوند.

🔴 معادله عمومی EMF برای ترانسفورماتورها:
اگر شار مغناطیسی را سینوسی در نظر بگیریم رابطه بین ولتاژ E، فرکانس f، تعداد دور N، سطح مقطع هسته A و ماکزیمم چگالی مغناطیسی B از رابطه عمومی EMF و به صورت زیر به دست می‌آید:

معادله عمومی EMF
www.Transformer-Magazine.ir

مدار معادل یک ترانسفورماتور ایده آل
www.Transformer-Magazine.ir

ترانسفورماتور معمولاً از دو سیم پیچی اولیّه و ثانویه تشکیل شده که با یک مدار مغناطیسی یا هسته با هم ارتباط دارند. زمانی که ولتاژ متناوب به یکی از سیم پیچ ها (اولیّه) اعمال می شود، جریانی بوجود می‌آید که نیروی محرکه مغناطیسی متغیر را تشکیل داده و موجب پدید‌ آمدن شار مغناطیسی در هسته می شود. شار متغیر هر دو سیم پیچ را به هم متصل کرده و نیروی محرکه الکتریکی را در هر دوي آنها القا می کند. در سیم پیچ اولیّه این نیرو‌، نیروی ضد محرکه الکتریکی بوده و در صورتیکه ترانسفورماتور ایده آل باشد عکس ولتاژ اولیّه اعمالی است به گونه ای که هیچ جریانی عبور نمی کند. لیکن در عمل، جریان مغناطیس کننده از هسته عبور می کند. نیروی محرکه الکتریکی القاء شده در سیم پیچ ثانویه در حقیقت ولتاژ ثانویه مدار باز است.
@transformermag
در صورتی که بار به سیم پیچ ثانویه متصل شود، جریان عبوری از آن نیروی محرکه مغناطیسی ضد مغناطیس کننده ای بوجود می آورد که تعادل بین ولتاژ اولیّه و نیروی ضد محرکه الکتریکی را از بین می برد. جهت بازگشت به نقطه تعادل، جریان اولیّه بیشتری از منبع تغذیه، کشیده شده تا دقیقاً معادل مقدار نیروی محرکه مغناطیسی ایجاد شود و این جریان اضافی موجب تعادل آمپر دور اولیّه با ثانویه می شود. از آنجاکه هیچ تفاوتی بین ولتاژ القاء شده بین هر لایه سیم پیچ اولیّه و ثانویه وجود ندارد، لذا ولتاژ کل القاء شده در هر سیم پیچی (با شار مشترک) متناسب با تعداد دور هر سیم پیچ بوده که در معادله ذیل نشان داده شده است:

و همچنین معادله مربوط به تعادل آمپر ـ دور مطابق ذیل می باشد:

که در معادلات فوق E، I و N به ترتیب ولتاژ، جریان و تعداد دور در سیم پیچ های اولیّه و ثانویه می باشد. با توجه به معادلات ذکر شده نسبت ولتاژ بین دو سیم پیچ به نسبت تعداد دورها و نسبت جریان، عکس نسبت دورها می باشد. (معادلات فوق هم برای مقادیر لحظه ای و هم برای مقادیر مؤثر صادق است).
نسبت بین ولتاژ القائی و شار مغناطیسی با توجه به قانون فارادی (مقدار ولتاژ القائی متناسب با نرخ تغییر شار می باشد) و قانون لنز (قطبیت ولتاژ در جهت معکوس شار مغناطیسی است) مطابق معادله ذیل تعریف می شود:

اما در یک ترانسفورماتور واقعی می توان نشان داد که ولتاژ القائی در هر دور، از رابطه ذیل تبعیت می کند:

که در این رابطه: K مقدار ثابت، Ø حداکثر شار کل برحسب وبر و f فرکانس برحسب هرتز می باشد.
معادله فوق هم برای ولتاژ اولیّه و هم برای ولتاژ ثانویه صدق می کند درصورتیکه N را تعداد دور سیم پیچ متناظر با آن فرض کنیم، شکل ذیل نشان دهنده شکل فازی متناسب با یک ترانسفورماتور بدون بار و بدون در نظر گرفتن راکتانس است. معمولاً در طراحی ترانسفورماتور، افت ولتاژ بدلیل جریان بی باری در سیم پیچ اولیّه نادیده گرفته می شود.

دیاگارم فازی ترانسفورماتور تکفاز، مدار باز با فرض نسبت دوریک به یک
www.Transformer-Magazine.ir

توضیحات دیاگرام فازوری
ٌwww.Transformer-Magazine.ir