یک دستگاه ترانس عبارت است از تجهیزات الکترواستاتیک که قادر است انرژی الکتریکی را در قالب ولتاژ یا شدت جریان از یک مدار به مدار الکتریکی دیگر انتقال دهد. فرایند انتقال جریان الکتریکی بین مدارها با مدل های مختلف ترانسفورماتور از طریق مکانیسم القایی دو مدار الکتریکی بدون تغییر در فرکانس مشاهده می شود؛ این نحوه عملکرد، تحت قوانین الکترومغناطیسی انجام می گیرد.

دستگاه ترانس با نام ترانسفورمر یا ترانسفورماتور نیز شناخته می شوند و انواع آن ها در بازار برای کاربردهای گسترده مورد استفاده قرار می گیرند.

نکات کاربردی در خصوص نحوه کار انواع ترانس

-انواع ترانس بر اساس قوانین القای الکترومغناطیس کار می کنند.

-با توجه به قوانین القای الکتریکی، این قانون بیان می کند که انرژی برق از یک سیم پیچ به یک سیم پیچ دیگر از طریق القای الکتریکی منتقل می شود.

-زمانی که تجهیزات‌ترانس به منبع انرژی اولیه متصل می شوند، یک شار (جریان الکتریکی) متناوب به سیم پیچ اولیه وارد می شود؛ منبع برق از یک منبع جریان متناوب یا برق AC منشأ می گیرد. مدار دوم یا سیم پیچ ثانویه یک مدار باز است.

-شار جریان برق یا جریان الکتریکی، هر دو سیم پیچ اولیه و سیم پیچ ثانویه را از طریق یک مدار به همدیگر مرتبط می سازد؛ در نتیجه، یک emf یا نیروی محرک الکتریکی با توجه به سرعت تغییر در اتصالات جریان در تماس با مدارها ایجاد می شود. این خصوص به شکل زیر دقت کنید.

مدارها و سیم پیچ در ترانس

قسمت های اصلی در ترانس

هسته و سیم پیچ در ترانس

تجهیزات‌ ترانس – بدون در نظر گرفتن مدل و نحوه کارکرد – دارای قسمت ها و اجزای اصلی هستند. ترانسفورماتورها که از طریق مکانیسم القای الکتریکی عمل می کنند، شدت جریان و ولتاژ متغیر را برای کاربردهای مختلف تأمین می نمایند؛ به این دلیل، اجزای اصلی ترانس‌ها به نوعی با تمام این موارد سروکار دارند.

مهم ترین قسمت های یک ترانس به صورت زیر معرفی می شود:

-یک هسته مغناطیسی قوی
-دو مدار
-یک شار مغناطیسی، متغیر با زمان

هسته ترانس از صفحه فولادی یا فولاد سیلیکونی با نفودپذیری فوق العاده بالا و استرس پایین ساخته می شود. هسته مغناطیسی در این تجهیزات، نقش حیاتی ایفا می کند. هسته در انواع تجهیزات‌ترانس، یک مسیر پیوسته مغناطیسی را فراهم می آورد؛ گپ هوا یا فاصله هوا در هسته مغناطیسی بسیار کوچک است. گپ هوا به عنوان یک نارسانا تلقی می شود و ممکن است عملکردترانس را دچار اختلال کند.

صفحه های فولادی که برای ساخت هسته انواع ترانس به کار می روند به صورت چند لایه بوده و توسط یک پوشش اکسید، محافظت می شود؛ لایه اکسید در هسته، افت جریان گردابی در مسیر مغناطیسی اطراف هسته را کاهش می دهد.

با استفاده از فولادهای سیلیکونی گرمادیده، چند لایه، افت ثبات مغناطیسی هسته را به حداقل برساند.

ضخامت لایه ها در هسته‌ ترانس حدود 35/0 میلی متر برای فرکانس 50 هرتز و حدود 5/0 میلی متر برای 25 هرتز است. به نگاه ساده می توان متوجه شد که لایه های ضخیم تر، فرکانس های پایین تر را پوشش می دهند.

انواع سیم پیچ در تجهیزات ترانس

-سیم پیچ اولیه
-سیم پیچ ثانویه

سیم پیچی که انرژی الکتریکی را دریافت می کند، سیم پیچ اولیه نام دارد. سیم پیچی که انرژی الکتریکی را به سمت سایر قسمت ها هدایت می کند با نام سیم پیچ ثانویه شناخته می شود. سیم پیچ ها در انواع‌ ترانس از مس ساخته می شوند.

این رشته سیم ها ثابت هستند اما شار مغناطیسی در آن ها تغییر پیدا می کند. به علاوه، نیروی محرک الکتریکی یا emf به سیم پیچ ثانویه القا می گردد. این نیروی محرک در این حالت، نیروی محرکه القایی استاتیکی نامیده می شود.

انواع ترانسفورماتور

-ترانس بر اساس هسته
-ترانس بر اساس پوسته

در انواع‌ ترانس بر اساس هسته، سیم پیچ ها توسط هسته احاطه می شوند اما در ترانس‌های پوسته، هسته، سیم پیچ ها را در بر می گیرد. هر دو قسمت هسته و پوسته به صورت چند لایه هستند.

کاربرد انواع ترانس

کاربردهای انواع ترانسفورماتور

انواع تجهیزات‌ ترانس را در مقیاس کوچک و بزرگ در ساختمان های مسکونی، اداری و صنایع بزرگ می توان مشاهده کرد. مهم ترین موارد کاربردی ترانس، استفاده از آن ها در شبکه تأمین برق در نیروگاه ها می باشد.

بسیاری از دستگاه ها که برای استفاده از منبع برق، نیاز دارند ولتاژ منبع، کاسته شود یا افزایش پیدا کند از انواع ترانس متناسب با نیاز خود استفاده می کنند. به طور مثال، دستگاه های جوشکاری در صنایع، نمونه ای از این کاربرد هستند.