تلفات ترانسفورماتور چیست؟

در همه انواع ماشین های الکتریکی تلفات می تواند از اختلافی که بین توان ورودی و خروجی وجود دارد به دست آید. ترانسفورماتور ها نیز وسیله ای الکتریکی و ایستا هستند، با این حال تلفاتی از جمله اصطحکاک در آن موجود نیست در نتیجه ترانسفورماتورها تنها دارای تلفات الکتریکی هستند که شامل تلفات آهنی و تلفات مسی می شود. تلفات ترانسفورماتور در واقع شبیه به تلفات موجود در ماشین های جریان مستقیم می باشد با این تفاوت که ترانسفورماتورها تلفات مکانیکی ندارند. با این حال در ادامه به توضیح بیشتری درباره انواع تلفات ترانسفورماتور چیست اشاره خواهیم کرد.

انواع تلفات ترانسفورماتور

ترانسفورماتورها تلفات مختلفی دارند که در زیر به آنها اشاره خواهد شد؛

تلفات آهن یا تلفات هسته ترانسفورماتور

بسته به خواص مغناطیسی مواد اولیه که در ساخت هسته ترانسفورماتور استفاده می شود تلفات جریان گردابی و همچنین تلفات هیسترزیس می تواند متفاوت باشد، در نتیجه این تلفات به عنوان تلفات اصلی به حساب می آیند. تلفات هیستریزس در ترانسفورماتور در اثر عکس شدن میدان مغناطیسی در هسته ترانسفورماتور به وجود می آید. این تلفات بستگی به حجم و درجه آهن و فرکانس برگشت میدان مغناطیسی و مقدار تراکم شار مغناطیسی دارد. در مورد تلفات جریان گردابی می توان به این مساله اشاره کرد که در یک ترانسفورماتور ایران ترانسفو به طور معمول جریان متناوب در سیم پیچ اولیه ایجاد می شود که منجر به ایجاد یک میدان معناطیسی با شار مغناطیسی متناوب می شود. زمانی که سیم پیچ ثانویه در تماس با شار مغناطیسی متناوب قرار می گیرد، در آن یک میدان الکترومغناطیسی ایجاد می شود که عامل انتقال جریان و ولتاژ از سیم پیچ اولیه به ثانویه می باشد. با اینکه این فرآیند به خوبی عمل می کند ولی در برخی مواقع این شار مغناطیسی نه تنها با سیم پیچ ثانویه بلکه با قسمتهای رسانای در اطراف آن نیز در تماس خواهد بود از جمله هسته آهنی یا فولادی در ترانسفورماتور، که همگی منجر به ایجاد میدان الکترومغناطیسی در آن بخشها نیز می شود و در نتیجه یک مدار الکتریکی کوچک در این راستا به وجود می آید. این جریان که در این میدان در حال جریان است با نام جریان گردابی شناخته می شود و این جریان ها می توانند با تبدیل انرژی به حرارت منجر به هدر رفت آن شوند.

تلفات مسی ترانسفورماتور

مقاومت اهمی موجود در سیم پیچ های ترانسفورماتور منجر به بروز تلفات مس می شود. محاسبه تلفات ترانسفورماتور در سیم پیچ های اولیه و ثانویه از ضرب توان دوم جریان عبوری از سیم پیچ ها در میزان مقاومت اهمی موجود در سیم پیچ اولیه و ثانویه به دست می آید. همانطور که مشخص است که تلفات مس با مربع جریان متناسب است و این جریان بستگی به بار دارد و از این رو با تغییر میزان بار در ترانسفورماتور این تلفات مس نیز تغییر می کنند.

تلفات ترانسفورماتور قدرت

تلفات ترانسفورماتور قدرت را می توان به دو دسته تلفات بی باری و تلفات بار تقسیم نمود. البته لازم به ذکر است که این تلفات در همه ترانسفورماتورها بدون در نظر گرفتن نوع کاربری و قدرتی که دارند یکسان است. با این حال دو نوع تلفات دیگر وجود دارد که معمولا به دلیل کیفیت غیر ایده آل قدرت و تلفات دیگر به وجود می آیند که بیشتر در ترانسفورماتورهای بزرگتر مشاهده می شوند برای مثال تلفات خنک کنندگی و یا تلفات تجهیزات کمکی که در واقع ناشی از تجهیزات خنک کننده و پمپ می باشد. تلفات بی باری ترانسفورماتور، این تلفات بیشتر در هسته ترانسفورماتور اتفاق می افتد و بیشتر زمانی روی می دهد که ترانسفورماتور فعال است. همچنین از آنها با نام تلفات آهن یا تلفات هسته ترانسفورماتور نیز یاد می شود و لازم به ذکر است که این تلفات به صورت دائمی وجود دارد. که بیشتر درباره آن توضیح داده شد. تلفات بار که شامل تلفات مس یا تلفات اتصال کوتاه است که هر دو به میزان باردار بودن ترانسفورماتور بستگی دارند. این تلفات با توجه به این که قبلا به آن اشاره شده است شامل تلفات اهمی و تلفات جریان گردابی می شود.

تلفات ترانسفورماتور توزیع

با توجه به آنچه که پیشتر به آن اشاره شد می بایست دوباره به این مساله اهمیت داده شود که تلفات به طور معمول در همه انواع ترانسفورماتورها از جمله ترانسفورماتور توزیع و انواع مختلف آن شامل ترانسفورماتور هرمتیک، ترانسفورماتور کنسرواتوری و ترانسفورماتور خشک یکسان است و این تلفات شامل تلفات هسته ترانسفورماتور و تلفات جریانهای گردابی، هارمونیک، تلفات مسی ترانسفورماتور و غیره می شود.

پرسشهای متداول تلفات ترانسفورماتور چیست؟

1. انواع تلفات ترانسفورماتور شامل چه مواردی می شود؟ عملکرد و کارایی ترانسفورماتورها همواره تحت تاثیر تلفات قرار می گیرد و از آنجایی که ترانسفورماتورها به دلیل ساکن بودن تلفات مکانیکی که ناشی از اصحکاک ندارند، دارای تلفات دیگری از جمله تلفات هسته ترانسفورماتور، تلفات مسی ترانسفورماتور، تلفات جریان های گردابی می باشد.
2. چطور تلفات ترانسفورماتور محاسبه می شود؟ برای محاسبه تلفات ترانسفورماتور کافی است ولتاژ بر حسب ولت را در جریان بر حسب آمپر در سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور محاسبه کرده و از همین فاکتور در سیم پیچ اولیه کم کنید.
3. تلفات مسی ترانسفورماتور چیست؟ تلفات مسی تلفاتی است که در ترانسفورماتور در اثر مقاومت اهمی به وجود می آید. برای مثال سیم پیچ های ترانسفورماتور که از جنس مس ساخته می شوند به هنگام عبور جریان دارای مقاومت اهمی هستند که منجر به کاهش انرژی موجود در سیم پیچ ها می شود.
4. تلفات ترانسفورماتور قدرت چه انواعی دارد؟ همانند تمامی انواع ترانسفورماتورها، یک ترانسفورماتور قدرت نیز دارای تلفاتی از جمله تلفات بی باری و تلفات بار است که البته لازم به ذکر است که به دلیل بزرگ بودن این دستگاه و استفاده از تجهیزات خنک کننده و کمکی تلفات این تجهیزات نیز به تلفات دستگاه اضافه می شود.
5. چطور می توان تلفات ترانسفورماتور را کاهش داد؟ یکی از انواع تلفاتی که می توان میزان آن را کاهش داد تلفات جریانهای گردابی در ترانسفورماتور است که تنها می بایست میزان لمینیت یا لایه های هسته را افزایش داد. در واقع با این کار بین ورق ها فاصله هوایی ایجاد می شود و از آنجایی که شار مغناطیسی راحت تر در آهن جریان می یابد تا هوا یا روغن می توان از جریان شار مغناطیسی غیر ضروری جلوگیری نمود.