ترانسفورماتور هسته ای چیست؟

ترانسفورماتورها به طور کلی در دو دسته کلی قرار گرفته و دو مدل اصلی دارند که البته بر اساس نوع و شکل هسته مغناطیسی که در تهیه آنها به کار رفته است نام گذاری می شوند. انواع هسته ترانسفورماتور می تواند منجر به ساخت ترانسفورماتور هسته ای و ترانسفورماتور پوسته یا نوع بسیار نادر آن ترانسفورماتور هسته هوا شود و در اینجا ارائه توضیحاتی درباره اینکه ترانسفورماتور هسته ای چیست می توانید به شناخت بیشتر این نوع ترانسفورماتورها کمک نماید.

ساختار ترانسفورماتور هسته ای

لازم به یادآوری است که انواع ترانسفورماتور در دو دسته ترانسفورماتور سه فاز و ترانسفورماتور تک فاز نیز قابل دسته بندی است و توجه داشته باشید که هسته یک ترانسفورماتور تکفاز به شکل قابی تک لایه می باشد به این معنی که دو اندام در هسته وجود دارد که جایی برای پیچش سیم ها به حساب می رود. در واقع در این نوع هسته که شبیه به قابی تک می باشد سیم پیچ طرف فشار قوی و فشار ضعیف به دور دو اندام هسته پیچیده می شوند. در حالت معمول هر دو سیم پیچ به دو قسمت تقسیم شده و هر یک از بخشهای سیم پیچ ها به دور یک اندام مجزا پیچیده می شوند و به عبارتی هر دو اندام هسته ترانسفورماتور دارای سیم پیچ فشار قوی و فشار ضعیف است.

توجه داشته باشید که سیم پیچ فشار قوی ابتدا به دو اندام هسته ترانس برق پیچیده شده و عایق مناسبی بین بدنه هسته و سیم پیچ وجود دارد. همچنین پس از پیچش سیم پیچ فشار ضعیف، سیم پیچ فشار قوی با مقادیر مناسب عایق بین سیم های مربوط به طرف فشار قوی و ضعیف به دور سیم پیچ فشار ضعیف پیچیده می شود.
با توجه به آنچه گفته شد برای ترانسفورماتور سه فاز نیز از هسته ای به شکل مربع و یا مستطیل که دارای سه اندام است و هر اندام می تواند طرف فشار قوی و ضعیف هر یک از فازهای ترانس سه فاز را در خود جای دهد که در حالت معمول برای ساخت ترانسفورماتور سه فاز از این شیوه استفاده می گردد.

مزایای ترانسفورماتور هسته ای

دلیل استفاده از روش گفته شده در ساختار ترانسفورماتور هسته ای این است که این طراحی می تواند از نظر اقتصادی بهینه باشد. از آنجایی که اختلاف پتانسیل بین هسته زمین شده و طرف فشار قوی بیشترین مقدار است به همین خاطر عایق کاری بین این دو نیز هزینه بسیار زیادی به همراه دارد. در نتیجه برای اینکه از هزینه بیش از حد به هنگام عایق کاری طرف HV و هسته جلوگیری گردد از سیم پیچ LV یا فشار ضعیف در ابتدای امر و در نزدیکی هسته استفاده می شود به این خاطر که اختلاف پتانسیل کمتری دارند.
از طرفی برای ترانسفورماتورهایی که اندازه و سایز کوچک تری دارند و به عنوان ترانسفورماتور کوچک در وسایل برقی و الکترونیکی به کار می روند، استفاده از هسته ای مربع و یا مستطیل شکل استفاده می گردد. از این رو این طراحی به کار می رود که ساختن هسته ای ورقه ای با مقطع مستطیل یا مربع آسان تر می باشد. همچنین پیچش سیم ها به دور اندام این هسته های مربع و مستطیل شکل نیز به اندازه کافی آسان است که نیاز به مهارت آنچنانی نباشد و در نتیجه این طراحی در ساخت ترانس کوچک از لحاظ کارایی و هزینه ای بسیار بهینه می باشد.
این در حالی است که اگر ترانسفورماتور بزرگ باشد، امکان استفاده از چنین طراحی به شکل مربع و مستطیل دشوار خواهد بود و از طرفی برای اینکه بتوان رسانا بودن سیم پیچ مسی را افزایش داد به کار بردن سیم پیچ های استوانه ای و هسته حلقوی یا چنبری بهترین انتخاب به شمار می رود اما اگر بخواهید این سیم پیچ های استوانه ای را بر روی اندام هسته مربعی قرار دهید فضای بلا استفاده زیادی بین سیم پیچ و هسته باقی می ماند و برای ترانسفورماتورهای بزرگ که به خودی خود بزرگ هستند این مساله نقطه ضعفی به حساب خواهد آمد. از این رو برای کاهش این فضای اضافی، هسته مقطع پله ای به کار می رود که ورقه های هسته به خوبی کنار هم قرار گرفته اند تا از ظاهری شبیه به هسته حلقوی داشته باشند تا با پیچیده شده سیم پیچ ها به دور هسته فضای بلا استفاده ذکر شده کاهش یابد. این هسته پله ای می تواند دارای یک استیج یا پله، دو و چند پله ای باشد، این مساله بستگی به اندازه، طراحی ترانسفورماتور ایران ترانسفو و بهینه کردن هزینه ساخت دارد.

معایب ترانسفورماتور هسته ای

یکی از معایب این دستگاه به طور کلی می تواند نشت شار مغناطیسی است. در ترانس هسته ای نسبت به ترانسفورماتور پوسته ای نشت شار بیشتر است و در نتیجه روی عملکرد و بازدهی این ترانسفورماتور تاثیر می گذارد، توجه داشته باشید با توجه به اینکه ترانسها در دسته های مختلف ترانسفورماتور توزیع، قدرت و ویژه تولید می گردند و اندازه های مختلفی برای طراحی آنها در نظر گرفته می شود استفاده از هسته ای که بتواند کارایی و عملکرد آنها را بهبود بخشد یکی از عوامل مهم به حساب می آید چرا که نه تنها از لحاظ اقتصادی بلکه از نظر نگهداری سیم پیچ ها نیز می تواند به صرفه باشد.

پرسشهای متداول پیرامون ترانسفورماتور هسته ای چیست؟

1. ترانسفورماتور هسته ای چیست؟ ترانسفورماتور هسته ای یکی از انواع ترانسفورماتور به حساب می آید که دارای هسته ای مربع شکل می باشد که شباهت به قاب داشته و سیم پیچ ها بر روی اندام هسته بیرونی پیچیده می شوند.
2. تفاوت ترانسفورماتور هسته ای و پوسته ای در چیست؟ تفاوت عمده ای که بین ترانس هسته ای و پوسته ای وجود دارد در نحوه چینش سیم پیچ ها به دور هسته می باشد، در واقع در نوع اول سیم پیچ ها به دور اندام بیرون هسته و در نوع دوم به دور اندام داخلی پیچیده می شوند.
3. انواع هسته ترانسفورماتور به چند دسته تقسیم می شوند؟ در حالت کلی ترانسفورماتورها در دو دسته ترانس هسته ای و ترانس پوسته ای به دلیل نحوه ساخت و پیچش سیم پیچ ها طبقه بندی می شوند. هسته ترانسفورماتورها برای ترانسفورماتور تک فاز دارای دو اندام و به شکل قابل مربع شکل می باشد و برای ترانسفورماتور سه فاز دارای سه اندام برای هر فاز است.
4. کدام یک از انواع ترانسفورماتور هسته ای بیشترین کارایی را دارند؟ بهترین نوع هسته برای ترانس که دارای کارایی بسیار زیاد و تلفات کمتر می باشد، ترانسفورماتور و سلف چنبری یا به عبارتی هسته ای حلقوی دارند که می تواند رسانای مسی در سیم پیچ ها را افزایش دهد.
5. چرا نحوه چینش سیم پیچهای فشار قوی و ضعیف در ترانسفورماتور هسته ای اهمیت دارد؟ به دلیل اختلاف پتانسیلی که بین هسته متصل به زمین و سیم پیچ فشار قوی وجود دارد نیاز به عایق کاری بیشتر نیست به قرار گرفتن هسته و طرف فشار ضعیف نسبت به هم است در نتیجه بهتر است ابتدا سیم پیچ فشار ضعیف به دور هسته و سپس سیم پیچ فشار قوی به دور هسته پیچیده گردد.