ترانسفورماتور Transformer

از سری مقالات آموزش برق در اینجا به بررسی و معرفی ترانسفورماتور Transformer خواهیم پرداخت.

ترانسفورماتورها با توجه به کاربرد و خصوصیاتی که دارند به سه دسته کوچک، متوسط و بزرگ دسته بندی می شوند.

ساختن ترانسفورماتورهای بزرگ و متوسط به دلیل مسایل حفاظتی و عایق بندی و امکانات موجود کار ساده ای نیست، ولی ترانسفورماتورهای کوچک را می توان ساخت.

ترانسفورماتور Transformer

اجزای تشکیل دهنده یک ترانسفورماتور Transformer به شرح زیر است :

هسته ترانسفورماتور :

هسته ترانسفورماتور متشکل از ورقه های نازک است که سطح آنها با توجه به قدرت ترانسفورماتورها محاسبه می شود و برای کم کردن تلفات آهنی هسته ترانسفورماتور را نمی توان به طور یکپارچه ساخت.

معمولا آنها را از ورقه های نازک فلزی که نسبت به یکدیگر عایق‌ اند، می سازند. این ورقه ها از آهن بدون پسماند با آلیاژی از سیلیسیم (حداکثر ۴٫۵ درصد) که دارای قابلیت هدایت الکتریکی و قابلیت هدایت مغناطیسی زیاد است ساخته می شوند.

در اثر زیاد شدن مقدار سیلیسیم، ورقه‌های دینام شکننده می شود. برای عایق کردن ورق های ترانسفورماتور قبلا از یک کاغذ نازک مخصوص که در یک سمت این ورقه چسبانده می شود، استفاده می کردند.

اما امروزه بدین منظور در هنگام ساختن و نورد این ورقه ها یک لایه نازک اکسید فسفات یا سیلیکات به ضخامت ۲ تا ۲۰ میکرون به عنوان عایق در روی آنها می مالند و با آنها روی ورقه ها را می پوشانند.

علاوه بر این از لاک مخصوص نیز برای عایق کردن یک طرف ورقه ها استفاده می شود، ورقه های ترانسفورماتور دارای یک لایه عایق هستند.

بنابراین در مواقع محاسبه سطح مقطع هسته باید سطح آهن خالص را منظور کرد. ورقه‌های ترانسفورماتورها را به ضخامت های ۰٫۳۵ و ۰٫۵ میلی متر و در اندازه های استاندارد می سازند.

باید دقت کرد که سطح عایق شده ورقه های ترانسفورماتور همگی در یک جهت باشند (مثلا همه به طرف بالا) علاوه بر این تا حد امکان نباید در داخل قرقره فضای خالی باقی بماند.

لازم به ذکر است ورقه ها با فشار داخل قرقره جای بگیرند تا از ارتعاش و صدا کردن آنها نیز جلوگیری شود.

سیم پیچ ترانسفورماتور :

معمولا برای سیم پیچ اولیه و ثانویه ترانسفورماتور Transformer از هادی های مسی با عایق (روپوش) لاکی استفاده می‌کنند.

اینها با سطح مقطع گرد و اندازه‌ های استاندارد وجود دارند و با قطر مشخص می‌شوند. در ترانسفورماتورهای پر قدرت از هادی های مسی که به صورت تسمه هستند استفاده می‌شوند و ابعاد این گونه هادی‌ ها نیز استاندارد است.

توضیح سیم پیچی ترانسفورماتور به این ترتیب است که سر سیم پیچ‌ها را به وسیله روکش عایق ها از سوراخ های قرقره خارج کرد، تا بدین ترتیب سیم ها قطع (خصوصا در سیمهای نازک و لایه‌های اول) یا زخمی نشوند.

علاوه بر این بهتر است رنگ روکش‌ها نیز متفاوت باشد تا در ترانسفورماتورهای دارای چندین سیم پیچ ، را به راحتی بتوان سر هر سیم پیچ را مشخص کرد.

بعد از اتمام سیم پیچی یا تعمیر سیم پیچ های ترانسفورماتور باید آنها را با ولتاژهای نامی خودشان برای کنترل و کسب اطمینان از سالم بودن عایق بدنه و سیم پیچ اولیه، بدنه و سیم پیچ ثانویه و سیم پیچ اولیه آزمایش کرد.

قرقره ترانسفورماتور:

برای حفظ و نگهداری از سیم پیچ‌های ترانسفورماتور خصوصا در ترانسفورماتور های کوچک باید از قرقره استفاده نمود که جنس قرقره باید از مواد عایق باشد.

قرقره معمولا از کاغذ عایق سخت، فیبرهای استخوانی یا مواد ترمو پلاستیک می سازند. قرقره هایی که از جنس ترموپلاستیک هستند معمولا یک تکه ساخته می شوند ولی برای ساختن قرقره های دیگر آنها را در چند قطعه ساخت و سپس بر روی همدیگر سوار کرد.

بر روی دیواره های قرقره باید سوراخ یا شکافی ایجاد کرد تا سر سیم پیچ از آنها خارج شوند.

اندازه قرقره باید با اندازه ورقه‌های ترانسفورماتور متناسب باشد و سیم پیچ نیز طوری بر روی آن پیچیده شود که از لبه های قرقره مقداری پایین تر قرار گیرد تا هنگام جا زدن ورقه‌های ترانسفورماتور، لایه رویی سیم پیچ صدمه نبیند.

اندازه قرقره های ترانسفورماتورها نیز استاندارد شده است اما در تمام موارد، با توجه به نیاز قرقره مناسب را می توان طراحی کرد.