ترانس سه فاز چیست و چه کاربردهایی دارد؟

ترانس سه فاز یا ترانسفورماتور سه فاز عبارت است از ترانس هایی که با فناوری های جدیدتر برای انتقال ولتاژ میان منابع مختلف طراحی شده است. این ترانسفورماتورها عموماً به صورت کاهنده و افزاینده مورد استفاده قرار می گیرند. برخی از تجهیزات را می توانید در این حوزه مشاهده کنید که ترکیب های دو، سه و یا حتی شش فاز را ارائه داده اند.

به عبارت ساده تر و از یک منظر دیگر می توان در تعریف یک ترانس سه‌فاز اینگونه بیان کرد: اگر سه ترانس تک فاز را انتخاب کنیم و سیم پیچ های اصلی آن را به یکدیگر متصل کنیم و سیم پیچ های ثانویه را هم در وضعیت صحیح در یک پیکربندی قرار دهیم، بنابراین می توانیم بگوئیم اکنون یک ترانس سه‌فاز در اختیار داریم!

ترانس سه فاز به عنوان یک منبع ایده آل برای تولید برق، انتقال و توزیع برق در شبکه های مختلف به ویژه برای صنایع مورد استفاده قرار می گیرد. منابع مبتنی بر ترانسفورماتور سه فاز نسبت به ترانس های تک فاز، مزایای و برتری های بیشتری دارند. زمانی که با ترانس سه‌فاز، سه ولتاژ متناوب و شدت جریان مختلف برخورد می کنیم در حقیقت، یک ارتباط با زاویه 120 درجه را پیش رو داریم:

با توجه به شکل بالا اینگونه توجیه می شود که:

یک ترانس سه‌فاز نمی تواند به ترانس تک فاز و یا بالعکس تبدیل شود اما اگر منابع آنها مشترک باشند می توان آرایش اتصال سیم پیچ ها را به نحوی انجام داد که پیکربندی ترانس سه‌فاز به وجود آید. اگر قرار باشد از اتصال ترانس های تک فاز، ترانس سه فاز تولید شود باید سیم پیچ ها به یک هسته مرکزی منتقل شوند.

یکی از مزیت های ترانس سه فاز، ابعاد کوچک تر، قیمت ارزان تر و وزن سبک تر است. این مسأله حتی زمانی که سه ترانس تک فاز به یک ترانس سه فاز تبدیل می شود نیز وجود دارد. یک مسأله مهم در این مورد این است که نوع هسته مرکزی ترانسفورماتور باید حتماً به درستی انتخاب شود.

ساختار ترانس سه‌فاز

یک ترانس سه‌فاز شامل سیم پیچ ها و یک هسته مرکزی است. همانطور که در قسمت قبلی به آن اشاره کردیم، ساختار ترانسفورماتور سه فاز مانند این است که سه ترانس تک فاز با یکدیگر ادغام شده اند. اندازه و وزن این ترانس ها به گونه ای است که همگی بر روی یک مدار مغناطیسی عمل می کنند. ترانس سه‌فاز در حقیقت به طور کلی دارای سه مدار مغناطیسی است که در همدیگر تنیده شده اند. شار مغناطیسی و ولتاژ به صورت متعادل میان سیم پیچ ها توزیع می شود.

ترانس سه‌فاز به دو نوع ترانس پوسته و ترانس هسته تقسیم بندی می شود. ترانس پوسته به ترانسی گفته می شود که سیم پیچ هاف هسته ها را احاطه کرده اند؛ ترانس هسته به ترانس هایی گفته می شود که در آن، هسته مرکزی، سیم پیچ ها را در بر گرفته است. در مورد ترانس سه‌فاز، تعداد هسته ها و سیم پیچ ها سه واحد هستند.

بررسی عملکرد و کاربرد ترانس سه‌فاز

ساختار ترانسِ سه‌فاز – همانند آنچه در ساختار بالا مشاهده می کنید – با مدل ترانس هسته، متداول ترین انواع ترانس های سه‌فاز هستند. این ساختار به ترانسفورماتور این اجازه را می دهد تا فازها به صورت مغناطیسی و کاملاً متوازن در ارتباط باشند. شار مغناطیسی در هسته و ولتاژ به صورت سینوسی تغییر می کند. عملکرد ترانس ها با واژه های ترانس دلتا و ترانس “وای” عنوان می شود.

انواع ترانس سه‌فاز پوسته از نظر ساخت، گران قیمت تر بوده و وزن بیشتری دارند. هسته های این ترانسفورماتورها اغلب بزرگ تر می باشند. این سیستم ها بیشتر به ترانس های تک فاز غول پیکر شباهت دارند.

از انواع ترانس سه‌فاز در صنایع برای سیستم های خنک کننده و تهویه ای، شبکه های ولتاژ بالا، سیستم های صنعتی، ترانس های مبدل، شبکه توزیع برق، ژنراتورها و …. استفاده می شود. انواع ترانسفورماتور سه فاز هم مانند سایر ترانس ها برای انتقال ولتاژ در شبکه برق استفاده می شوند. این ترانس ها به صورت افزاینده ولتاژ یا کاهنده آن طراحی می شوند، بنابراین یکی از عوامل مهم در انتخاب و خرید این تجهیزات، توجه به شدت جریان و ولتاژ مورد انتظار است.