ترانسفورماتور ايده آل ضرر نخواهد داشت ، در واقع 100? راندمان دارد. با اين حال ، ترانسفورماتورهاي واقعي همچنين در زمره کارآمدترين تجهيزات الکتريکي قرار دارند که مدلهاي آزمايشي ترانسفورماتورها با استفاده از ابررساناها ساخته شده و به راندمان 99.85? مي رسند. ترانسفورماتورهاي بزرگتر عموماً از راندمان بيشتري برخوردار هستند ، ترانسفورماتورهاي مورد استفاده براي توزيع در حدود 95? استفاده مي شوند ، در حالي که ترانسفورماتورهاي کوچکتر مانند ترانسفورماتورها در ترانسفورماتورها ، حدود 85? راندمان دارند. تلفات موجود در ترانسفورماتور با توجه به عوامل ايجاد کننده يا جايي که انرژي به صورت زير از بين مي رود طبقه بندي مي شوند:

مقاومت در برابر سيم پيچ
جرياني که در هادي جريان مي يابد ، بسته به مقاومت الکتريکي هادي ، مي تواند گرما را در نقطه عبور ايجاد کند. در فرکانسهاي بالاتر ، اثرات سطح و نزديکي نيز مي توانند باعث ايجاد ضررهاي اضافي در مبدل شوند.

تلفات زباله (کاهش)
هربار که جهت جريان الکتريکي تغيير مي کند به دليل جريان متناوب ، بسته به نوع هسته مقدار کمي انرژي در هسته باقي مي ماند. بنابراين ، براي هسته هسته ثابت ، اين نوع تلفات متناسب با فرکانس است و با افزايش فرکانس هسته ، تلفات پسماندهاي هسته اي نيز افزايش مي يابد.

جريان ادي (فوکو)
مواد فرومغناطيسي نيز معمولاً رساناي الکتريکي خوبي هستند ، بنابراين هسته ترانسفورماتور مي تواند به عنوان يک اتصال کوتاه عمل کند. بنابراين ، حتي با وجود مقدار کمي ولتاژ القايي ، جريان در قلب به طرز چشمگيري افزايش مي يابد. اين جريان در قلب علاوه بر ايجاد تلفات الکتريکي باعث ايجاد گرما در قلب نيز مي شود. جريان گردابي در هسته مستقيماً با مربع فرکانس منبع و به طور معکوس مربوط به مربع ضخامت ورق پايه است. براي کاهش تلفات چرخش در قلب ، هسته ها محصور شده و از يکديگر جدا مي شوند. اساس کوره هاي القايي جريان هاي گرداب است.

تغيير شکل در اثر ميدان مغناطيسي
شار مغناطيسي در ماده مغناطيسي آهني باعث مي شود صفحات هادي به هم متصل شوند. اگر اين ورق ها قوي نباشند ، اين روشنايي هنگام روشن بودن مبدل مي تواند باعث ايجاد صداي بوق شود. اين اثر را تحريف ميدان مغناطيسي يا تنگي مغناطيسي مي نامند. اين اثر همچنين به دليل اصطکاک بين تابلوها مي تواند به ايجاد گرما منجر شود.

تلفات مکانيکي
به دليل تحريف مغناطيسي در ترانسفورماتور ، بين اجزاي ترانسفورماتور حرکتي وجود دارد و اين تحرک به نوبه خود منجر به تلفات مکانيکي در ترانسفورماتور خواهد شد. اگر اجزاي موجود در مبدل به درستي قفل نشوند ، حرکت مکانيکي آنها نيز افزايش مي يابد و در نتيجه ، تلفات مکانيکي نيز افزايش مي يابد.

مدار معادل
محدوديتهاي فيزيکي يک ترانسفورماتور واقعي به عنوان يک مدار نشان داده شده است. اين مدار معادل شامل تعدادي از تلفات يا عوامل تعيين کننده و ترانسفورماتور ايده آل است. تلفات توان سيم پيچ ترانسفورماتور يک تابع خطي خطي است و مي توان به راحتي به عنوان مقاومت سري با سيم پيچ ترانسفورماتور نمايش داد. اين مقاومت ها RS و RP هستند. با بررسي خصوصيات جريان پراکندگي مي توان نشان داد که XP و XS خود به سري هايي با سيم پيچ ايده آل القا مي شوند. تلفات آهن از دو نوع تلفات خوراکي (Foucault) و کاهش (کاهش) تشکيل شده است. در فرکانس ثابت ، اين تلفات مستقيماً با مربع جريان پايه متناسب است و از آنجا که جريان اصلي تقريباً به طور مستقيم با ولتاژ ورودي متناسب است ، اين تلفات را مي توان به عنوان يک مقاومت موازي با مدار ترانسفورمر نشان داد. اين مقاومت همانند RC است.

هسته اي با نفوذ پذيري محدود براي حفظ شار مغناطيسي در قلب به جريان ثابت نياز دارد. بنابراين ، تغيير در جريان مغناطيسي با تغيير در شار مغناطيسي در مرحله خواهد بود و به دليل اشباع هسته ، رابطه بين اين دو خطي نخواهد بود. با اين حال ، براي ساده کردن اين تأثيرات در اکثر مدارهاي معادل ، اين رابطه خطي در نظر گرفته شده است. در منابع سينوسي ، شار مغناطيسي پشت 90 درجه ولتاژ القايي قرار خواهد گرفت ، بنابراين اين اثر را مي توان با استفاده از سلف مدار XM نشان داد ، که به طور موازي با تلفات آهن در هسته RC است. در بعضي موارد ، RC و XM با هم به عنوان شاخه اي در نظر گرفته مي شوند و شاخه مغناطيسي ناميده مي شوند. اگر سيم پيچ ثانويه ترانسفورماتور را باز کنيم ، آنگاه تمام جريان عبوري از ترانسفورماتور اوليه جريان I0 خواهد بود که از طريق شاخه مغناطيسي عبور مي کند و اين جريان نيز جريان غيرفعال ناميده مي شود.

تراانسفورماتورهاي مورد استفاده براي برنامه هاي کاربردي قدرت يا فرکانس بالا (راديو) معمولاً از هسته هاي ساخته شده از فولاد سيليکات مغناطيسي بالا استفاده مي کنند. نفوذ پذيري مغناطيسي فولاد چندين برابر بزرگتر از خلاء است و بنابراين با استفاده از هسته هاي فولادي ، جريان مغناطيسي مورد نياز هسته بسيار کاهش مي يابد و جريان نزديک به سيم پيچ ها نگه داشته مي شود. توليدکنندگان اوليه ترانسفورماتور به سرعت فهميدند که استفاده از يک هسته واحد باعث کاهش تلفات گرداب در هسته ترانسفورماتور مي شود و در طرح هاي خود از هسته هاي ساخته شده از دسته هاي عايق آهن استفاده مي کنند. طرح هاي بعدي با استفاده از ورق هاي نازک از آهن عايق بندي شده از يکديگر ، تلفات ترانسفورماتور را کاهش مي دهد. اين روش امروزه هنوز در ساخت هسته استفاده مي شود. همچنين با استفاده از معادله ترانسفورماتور کلي مي توان نتيجه گرفت که کمترين سطح اشباع در هسته با سطح مقطع کوچکتر ايجاد مي شود.

اگرچه استفاده از هسته هاي هسته اي باعث کاهش تلفات مي شود ، اما هزينه ترانسفورماتور ساختمان را نيز افزايش مي دهد. بنابراين ، هسته هاي نازک معمولاً در فرکانس هاي بالا مورد استفاده قرار مي گيرند. با وجود برخي از هسته هاي لايه لايه بسيار نازک ، امکان ساخت آداپتورهاي لازم براي استفاده تا 10 کيلوهرتز وجود دارد.

يک نوع متداول از هسته لايه اي تشکيل شده از قطعات E شکل است که قلب را با قطعات I شکل تشکيل مي دهد .اين هسته ها هسته هاي E-I ناميده مي شوند. اگرچه اين هسته ها تلفات را افزايش مي دهند ، اما به دليل سهولت در مونتاژ ، هزينه توليد قلب را کاهش مي دهند. نوع ديگر هسته هسته C است .اين هسته شامل قرار دادن دو قطعه C به شکل مقابل است. اين هسته ها اين مزيت را دارند که جريان تمايل دارد از هر بخش از هسته مساوي عبور کند و اين ويژگي مقاومت مغناطيسي را کاهش مي دهد.

باقيمانده در هسته فولادي بدان معني است که پس از قطع برق ، خاصيت مغناطيسي در هسته باقي مي ماند. هنگامي که جريان دوباره به قلب باز مي شود ، اين ضايعات باقيمانده در قلب ، تا زماني که پايين بيايد ، جريان حمله اي را در ترانسفورماتور ايجاد مي کنند. براي محافظت از اين جريان بايد تجهيزات حفاظتي مانند دريچه ها مشخص شود.

ترانسفورماتورهاي توزيع با استفاده از هسته هايي که داراي نفوذپذيري مغناطيسي بالايي هستند ، مي توانند تلفات بار را کاهش دهند. هزينه اوليه هسته بعداً با صرفه جويي در مصرف انرژي و افزايش عمر ترانسفورماتور جبران مي شود.

هسته هاي يکپارچه

هسته هاي آهن خرد شده در مدارهايي که در فرکانس هاي بالاتر از فرکانس شبکه تا چند ده کيلو هرتز کار مي کنند استفاده مي شود. اين هسته ها از نفوذپذيري مغناطيسي بالا و همچنين مقاومت الکتريکي بالايي برخوردار هستند. از هسته هاي فريت غير رسانا براي فرکانس هاي بالاتر از باند VHF استفاده مي شود. برخي از آداپتورهاي RF از هسته هاي متحرک استفاده مي کنند و اين باعث مي شود ضريب اتصال هسته تغيير کند.

هسته هاي دايره اي

ترانسفورماتور toroidal کوچک

آداپتورهاي حلقه گرد به شکل حلقه ساخته مي شوند. بسته به فرکانس استفاده شده ، هسته اين هسته ممکن است نوارهاي استيل سيليکاتي بلند باشد ، که بطور دائم در اطراف گشتاور ، آهن مسلح يا آهن پيچيده مي شوند. ساختار نوار امکان تنظيم بهينه مرزهاي دانه را فراهم مي کند که با کاهش فرکانس اساسي ، راندمان ترانسفورماتور را افزايش مي دهد. شکل دايره اي بسته شکاف هوا را در هسته با ساختارهاي E-I از بين مي برد. مقطع حلقه ها عموماً مربع يا مستطيل شکل هستند ، اگرچه مقطع گرد گران قيمت نيز وجود دارد. سيم پيچ هاي اوليه و فرعي بطور محکم پيچيده شده و کل سطح حلقه را مي پوشانند. اين مي تواند طول سيم مورد نياز را کاهش دهد. با همان قدرت ، ترانسفورماتورهاي toroidal E-I که ارزان تر هستند ، کارآمدتر هستند. از ديگر مزاياي ترانسفورماتورهاي toroidal مي توان به موارد زير اشاره کرد: اندازه کوچکتر (حدود نيمي) ، وزن کم (حدود نيمي) ، اختلال کم (ايده آل براي استفاده در تقويت کننده) ، ميدان مغناطيسي پايين (حدود ده) ، تلفات بار کم (مناسب براي مدارهاي آماده به کار). معايب آن شامل قيمت بالاتر و مقاومت اسمي محدود است. در فرکانس هاي بالا از هسته حلقه فريت استفاده مي شود. فريت قادر است در فرکانس ها از ده ها کيلو هرتز تا يک مگا هرتز کار کند. با فريت ، تلفات ، اندازه مواد و وزن منبع تغذيه سوئيچينگ کاهش مي يابد. يکي ديگر از مضرات ترانسفورماتورهاي toroidal هزينه بالاي سيم پيچ است. در نتيجه ، استفاده از آنها در ظرفيت هاي بالاتر از چند کيلو ولت بسيار کم است.

ترانسفورماتورهای مورد استفاده برای برنامه های برق یا فرکانس بالا (رادیویی) معمولاً از هسته های ساخته شده از فولاد سیلیکات مغناطیسی بالا استفاده می کنند. نفوذ پذیری مغناطیسی فولاد چندین برابر بیشتر از خلا است ، به طوری که با استفاده از هسته های فولادی ، جریان مغناطیسی مورد نیاز هسته به طور قابل توجهی کاهش می یابد و جریان نزدیک به سیم پیچ ها حفظ می شود. تولیدکنندگان ترانسفورماتور اولیه به سرعت دریافتند که استفاده از یک هسته باعث کاهش تلفات گرداب در هسته ترانسفورماتور می شود و در طراحی های خود از هسته های ساخته شده از دسته های عایق شده با آهن استفاده می کنند. در پروژه های بعدی از ورقهای نازک آهن عایق بندی شده از یکدیگر برای کاهش تلفات ترانس استفاده می شود. این روش امروزه نیز برای هسته سازی استفاده می شود. همچنین با استفاده از معادله عمومی ترانس می توان نتیجه گرفت که کمترین سطح اشباع در هسته با مقطع کوچکتر ایجاد می شود.

اگرچه استفاده از هسته های هسته ای تلفات را کاهش می دهد ، اما هزینه ساخت ترانسفورماتور را نیز افزایش می دهد. بنابراین ، از هسته های نازک معمولاً در فرکانس های بالا استفاده می شود. با وجود چند هسته لایه بسیار نازک ، می توان آداپتورهایی را برای استفاده تا 10 کیلوهرتز تولید کرد.

نوع متداول هسته ، لایه ای از قطعات E شکل است که قلب را با قطعات I شکل تشکیل می دهد. به این هسته ها هسته E-I گفته می شود. اگرچه این هسته ها تلفات را افزایش می دهند ، اما به دلیل سهولت در مونتاژ ، هزینه تولید قلب را کاهش می دهند. نوع دیگر هسته ، هسته C. این هسته شامل قرار دادن دو قسمت C در اشکال مخالف است. این هسته ها این مزیت را دارند که جریان به طور مساوی از هر قسمت هسته جریان دارد و این خاصیت مقاومت مغناطیسی را کاهش می دهد.

باقی ماندن در هسته فولاد به این معنی است که پس از قطع منبع تغذیه ، خاصیت مغناطیسی در هسته باقی می ماند. وقتی جریان به قلب برمی گردد ، این ضایعات باقیمانده در قلب ، با کاهش ، جریان حمله ای را در ترانس ایجاد می کنند. برای محافظت از این جریان ، تجهیزات حفاظتی مانند شیرآلات باید مشخص شود.

ترانس های توزیع می توانند با استفاده از هسته هایی با نفوذ پذیری مغناطیسی زیاد ، تلفات بار را کاهش دهند. هزینه اولیه هسته بعداً با صرفه جویی در انرژی و افزایش عمر ترانسفورماتور جبران می شود.

هسته های یکپارچه

هسته های آهن خرد شده در مدارهایی که در فرکانس های بالاتر از فرکانس شبکه تا چندین ده کیلو هرتز کار می کنند ، استفاده می شود. این هسته ها از نفوذ پذیری مغناطیسی بالا و همچنین مقاومت الکتریکی بالایی برخوردار هستند. هسته های فریتی غیر رسانا برای فرکانس های بالاتر از محدوده VHF استفاده می شود. برخی از آداپتورهای RF از هسته های قابل جدا شدن استفاده می کنند و این منجر به تغییر در عامل انسجام هسته می شود.

هسته های دایره ای

ترانسفورماتور کوچک توروئیدی

آداپتورهای زنجیره ای گرد به صورت حلقه ای ساخته می شوند. بسته به فرکانس مورد استفاده ، هسته این هسته می تواند نوارهای فولادی سیلیکاتی طولانی باشد که به طور دائمی دور گشتاور ، آهن تقویت شده یا آهن پیچیده می شوند. ساختار نوار امکان تنظیم مطلوب مرز دانه ها را فراهم می کند ، که با کاهش فرکانس اساسی کارایی ترانس را افزایش می دهد. شکل دایره ای بسته با ساختارهای E-I شکاف هوا را در هسته از بین می برد. سطح مقطع حلقه ها معمولاً مربع یا مستطیل است ، اگرچه مقاطع گرد گران قیمت وجود دارد. سیم پیچ های اولیه و ثانویه کاملاً پیچیده شده و تمام سطح حلقه را پوشانده اند. این می تواند طول سیم مورد نیاز را کاهش دهد. با همان قدرت ، ترانسفورماتورهای توروئیدال ارزان قیمت E-I کارایی بیشتری دارند. سایر مزایای ترانسفورماتورهای توروئیدی عبارتند از: اندازه کوچکتر (حدود نیمی) ، وزن کم (حدود نیمی) ، تداخل کم (ایده آل برای استفاده در تقویت کننده) ، میدان مغناطیسی کم (حدود ده) ، تلفات کم بار (مناسب برای مدارهای پشتیبان) ) از معایب آن می توان به هزینه بالاتر و مقاومت اسمی محدود اشاره کرد. هسته حلقه فریت در فرکانس های بالا استفاده می شود. فریت می تواند در فرکانس های ده ها کیلوهرتز تا 1 مگاهرتز کار کند. فریت تلفات ، اندازه مواد و وزن منبع تغذیه سوئیچینگ را کاهش می دهد. از دیگر معایب ترانسفورماتورهای توروئید هزینه بالای سیم پیچ است. در نتیجه ، استفاده از آنها در ظرفیت های بالاتر از چند کیلوولت بسیار کم است.

ترانسفورماتور ایده آل هیچ ضرر و در واقع راندمان 100٪ نخواهد داشت. با این حال ، ترانسفورماتورهای واقعی نیز در زمره کارآمدترین تجهیزات برقی قرار دارند ، بنابراین مدلهای آزمایشی ترانسفورماتورهای تولید شده با استفاده از ابررساناها به راندمان 99.85٪ رسیده اند. ترانسفورماتورهای بزرگتر معمولاً راندمان بالاتری دارند و ترانسفورماتورهای مورد استفاده برای توزیع تقریباً 95٪ استفاده می کنند ، در حالی که ترانسفورماتورهای کوچکتر مانند ترانسفورماتورها در آداپتورها دارای راندمان حدود 85٪ هستند. تلفات ترانسفورماتور با توجه به عواملی که باعث از بین رفتن انرژی می شوند طبقه بندی می شوند:

مقاومت در برابر سیم پیچ
جریان جاری در هادی بسته به مقاومت الکتریکی هادی ، می تواند گرما را در نقطه گذار تولید کند. در فرکانس های بالاتر ، اثر سطح و اثر نزدیکی نیز می تواند باعث از بین رفتن بیشتر ترانسفورماتور شود.

تلفات زباله (هیستری)
هرگاه جهت جریان الکتریکی به دلیل جریان متناوب تغییر کند ، بسته به ماده هسته ای مقدار کمی از انرژی در هسته باقی می ماند. بنابراین ، برای یک هسته هسته ثابت ، این نوع از دست دادن متناسب با فرکانس است ، و با افزایش فرکانس هسته ، تلفات پسماندهای هسته ای را نیز انجام می دهید.

بخار جریان (فوکو)
مواد فرومغناطیسی معمولاً رسانای الکتریکی خوبی هستند بنابراین هسته ترانسفورماتور می تواند به عنوان یک اتصال کوتاه عمل کند. بنابراین ، حتی با کمی تنش درخور ، جریان موجود در هسته به طرز چشمگیری افزایش می یابد. این جریان در هسته علاوه بر ایجاد اتلاف الکتریکی باعث ایجاد گرما در هسته نیز می شود. جریان سیم پیچ در هسته به طور مستقیم با مربع فرکانس منبع مرتبط است و با مربع ضخامت ورق هسته رابطه معکوس دارد. برای کاهش تلفات شاغل در هسته ، هسته ها از یکدیگر لمینیت شده و عایق بندی شده اند. اساس بخاریهای القایی جریانهای زمین است.

تغییر شکل در اثر میدان مغناطیسی
شار مغناطیسی در یک ماده فرومغناطیسی باعث می شود ورق های اعمال کننده نسبت به یکدیگر حرکت کنند. اگر این ورق ها قوی نباشند ، این اثر ممکن است هنگام کار ترانسفورماتور باعث ایجاد صدای وزوز شود.این اثر را اعوجاج میدان مغناطیسی یا magnetostriction می نامند. این اثر همچنین می تواند باعث ایجاد گرما به دلیل اصطکاک بین صفحات شود.

تلفات مکانیکی
به دلیل تغییر شکل مغناطیسی در ترانسفورماتور ، حرکتی بین اجزای ترانسفورماتور برقرار می شود ، این حرکت به نوبه خود باعث ریزش مکانیکی در ترانسفورماتور می شود. اگر اجزای موجود در ترانسفورماتور به درستی در جای خود ایمن نباشند ، تحرک مکانیکی آنها نیز افزایش می یابد و در نتیجه ، افت مکانیکی نیز افزایش می یابد.

حلقه برابری
محدودیتهای فیزیکی یک ترانسفورماتور واقعی به عنوان یک دایره نمایش داده می شود. این مدار معادل از چندین عامل تشکیل شده است که باعث از بین رفتن یا محدود کننده ها و ترانسفورماتور ایده آل می شوند. تلفات توان ترانسفورماتور یک تابع خطی جریان است و می توان در مقابل سری با سیم پیچ ترانسفورمر به راحتی نمایش داد. این مقاومت ها RS و RP هستند. با بررسی خصوصیات جریان پراکندگی ، می توان نشان داد که خود سلف های XP و XS به صورت سری با پیچ خوردگی ایده آل قرار گرفته اند. تلفات آهن شامل دو نوع از بین رفتن اثرات (فوکو) و هیستری (هیستری) است. در فرکانس ثابت ، این تلفات به طور مستقیم با مربع شار هسته متناسب است و از آنجا که شار هسته تقریباً با ولتاژ ورودی متناسب است ، این تلفات را می توان به عنوان مقاومت مربوط به مدار ترانسفورماتور نشان داد. این مقاومت با RC یکسان است.

یک هسته با نفوذپذیری محدود به یک جریان IM نیاز دارد تا یک شار مغناطیسی در هسته حفظ کند. بنابراین ، تغییر در جریان آهنربا با تغییر در شار مغناطیسی فاز خواهد بود و به دلیل اشباع هسته ، رابطه بین این دو خطی نخواهد بود. با این حال ، برای ساده سازی این اثرات ، در اکثر مدارهای موازی ، این رابطه خطی در نظر گرفته شده است. در منابع سینوسی ، شار مغناطیسی 90 درجه از ولتاژ القایی عقب خواهد بود ، بنابراین این اثر را می توان با کمک القاء XM در یک مدار ، مطابق با تلفات آهن هسته RC نشان داد. در بعضی موارد ، RC و XM به عنوان یک شاخه در نظر گرفته می شوند و به این شاخه آهنربا می گویند. اگر سیم پیچ های ثانویه ترانسفورماتور را باز کنیم ، تمام جریان عبوری از ترانسفورماتور اولیه یک جریان I0 خواهد بود که از طریق شاخه مغناطیس عبور می کند.این جریان نیز جریان بیکار نامیده می شود.

مقاومتهای طرف ثانویه ، RS و XS نیز باید به طرف اصلی منتقل شوند. این مقاومتها در واقع معادل با تلفات مس و پراکندگی در طرف ثانویه بوده و با سیم پیچ ثانویه به صورت سری قرار می گیرند.

مدار پارابولیکی حاصل از آن ریزگردها نامیده می شود ، اگرچه در این مدار پارابولیک برخی ملاحظات پیچیده مانند اثرات غیرخطی را نادیده می گیرد.

انواع
ساخت انواع ترانسفورماتور برای برآوردن اهداف استفاده از آنها در کاربردهای مختلف. در بین این نوع ، برخی از انواع ترانسفورماتورها بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند که می توان به شرح زیر اشاره کرد:

ترانسفورماتورهای سازگار با مقاومت
ترانسفورماتور ولتاژ
ترانسفورماتور فعلی
آداپتور هوا اولیه
راکتور اشباع
آداپتور اتصال مثلث باز (V-V) و آداپتور Scott-T (اتصال اسکات)
ترانسفورماتور دیفرانسیل متغیر خطی

آداپتورهای خود
خود مبدل مبدل ای است که فقط از یک پرونده تشکیل شده است. این پرونده شامل دو انتهای ورودی و خروجی و یک انتهای بین آنها است. می توان گفت سیم پیچ کوتاه تر (که سیم پیچ ثانویه در ترانسفورماتور کاهش یافته است) بخشی از طولانی ترین سیم پیچ است. در چنین ترانسفورماتورها ، تا زمانی که نسبت سرعت ولتاژ در دو سیم پیچ مساوی باشد ، ولتاژ خروجی از نسبت سیم پیچ از تعداد سیم پیچ ها به ولتاژ ورودی بدست می آید. با قرار دادن تیغه کشویی به جای وسط ترانسفورماتور ، می توان نسبت سیم پیچ های اولیه و فرعی را تا حدودی تغییر داد ، بنابراین ولتاژ ترمینال خروجی ترانسفورماتور تغییر می یابد. مزیت استفاده از مبدل های اتوماتیک کمتر است زیرا آنها از دو سیم پیچ استفاده می کنند که تنها یک سیم پیچ در آن استفاده می شود.

نقطه ضعف این آداپتورها این است که نمی توانند با این آداپتور جدا شوند و مشکل دیگر عدم ایمنی هنگام استفاده از آنها است. اگر سیم ثانویه قطع یا سوزانده شود ، ممکن است باعث شود خروجی همان ولتاژ ورودی باشد.

ترانسفورماتور سه فاز
دو نوع ترانسفورماتور سه فاز از نظر ظاهر وجود دارد:
ترانسفورماتورهای سه فاز از سه ترانسفورماتور تک فاز تشکیل شده است.
ترانسفورماتورهای یکپارچه متشکل از یک هسته مشترک.

ترانسفورماتورهای سه فاز: این ترانسفورماتورها از سه ترانسفورماتور تک فاز با سه سیم پیچ اصلی و سه سیم پیچ ثانویه تشکیل شده است که باید به روش های زیر وصل شوند:

اتصال ستاره ها (Y-Y): سه فایل اصلی ستاره ای شکل و پرونده های ثانویه ستاره ای شکل. از این اتصال بندرت استفاده می شود.

اتصال مثلث مثلث (∆-∆): اتصال سیم پیچ اولیه و ثانویه به شکل مثلثی است. مزیت این اتصال این است که می توان یکی از ترانسفورماتورها را برای تعمیر از مدار خارج کرد و دو ترانسفورماتور باقیمانده می توانند اتصالات سه فاز را فراهم کنند.

اتصال مثلث ستاره ای (Y-Δ): در این نوع اتصال از فشار قوی برای کاهش ولتاژ استفاده می شود ، زیرا در اتصال ستاره ها ، ولتاژ خط بر روی دو سیم پیچ اعمال می شود ، اما در مثلث بر روی یک سیم پیچ اعمال می شود.

اتصال مثلث ستاره (Δ-Y): در نیروگاه ها ، ژنراتورها برای افزایش ولتاژ روی ولتاژ بالا نصب می شوند زیرا طرف ستاره به ولتاژ بالا متصل شده و نقطه خنثی را می توان زمین زد ، همچنین در سیستم های کم فشار این سیستم برای مصارف خانگی استفاده می شود. از نظر تجاری و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد زیرا برخی از مشترکان به برق تک فاز احتیاج دارند و برخی از آنها به برق سه فاز نیاز دارند

رتبه بندی
ورودی و خروجی ترانسفورماتور تثبیت کننده ولتاژ و محافظت از 6 کیلو وات 220 ولت. اتصال صحیح فاز و صفر با فاز صحیح و ورودی صفر برای جلوگیری از رعد و برق طوفان دو مرحله بسیار مهم است. ایده خوبی است برای بررسی این موضوع و تراز کردن آن با راهنمای ، زیرا برخی از شرکت ها مجوز نصب را به خرده فروشان می دهند و ممکن است رعایت مشاغل با نقص همراه باشد.

با توجه به کاربردهای مختلف ترانسفورماتورها ، آنها با توجه به معیارهای مختلف طبقه بندی می شوند:
با توجه به رده برق: از بخشی از ولتاژ تا بیش از هزار مگاوات.
با توجه به محدوده فرکانس: فرکانس قدرت ، فرکانس صدا ، فرکانس رادیویی
بسته به کلاس ولتاژ: از چند ولت تا چند صد کیلوولت
بسته به نوع خنک کننده: خنک کننده هوا ، خنک کننده روغن ، خنک کننده فن ، خنک کننده آب.
بسته به نوع کاربرد: منبع تغذیه ، کبریت امپدانس ، تثبیت کننده ولتاژ ، جریان خروجی یا ایزولاسیون مدار.
با توجه به هدف نهایی برنامه: توزیع ، تصحیح ، تولید قوس ، ساخت تقویت کننده.
بسته به نسبت چرخش: افزایش ، کاهش ، عایق (با تقریباً نسبت یکسان در دو نوبت) ، متغیر.
موقعیت هسته ترانسفورماتور جریان تا حد زیادی را کاهش می دهد.

دوستان عزیز ، در جلسات قبلی با برق آشنا شدیم و تفاوت جریان مستقیم و متناوب را درک کردیم. در این جلسه می خواهیم اولین مؤلفه برق و الکترونیک را ارائه دهیم. این عنصر ترانسفورماتور است و این عنصر در ابعاد کوچک در الکترونیک و ابعاد بزرگ در برق صنعتی و الکترونیک قدرت استفاده می شود.البته باید یادآوری کنم که آموزه های ما نظری و ریاضی نیستند و در هر پست سعی می کنم منابع محاسباتی خوبی را ارائه دهم.

مبدل چیست؟
ترانسفورماتور یا متداول ترین ترانسفورماتور یک عنصر یا قطعه ای است که از دو سیم پیچ تشکیل شده است و معمولاً روی قلب فلزی از مواد مختلف پیچیده می شود. در شکل زیر ، به وضوح می توانید ببینید که چه چیزی را از دست داده ام!

این مبدل اکنون چه کاری انجام می دهد؟
وقتی ترانسفورماتور روی سیم پیچ AC یا AC اعمال می شود ، این جریان را به سیم بی سیم و بدون اتصال سیم ، به اصطلاح دیگر به طرف دیگر منتقل می کند ، یا به اصطلاح القایی!

بگذارید یک مثال ساده را برای شما مثال بزنم: در خانه ها می بینید که در دستگاه ها مخصوصاً تلویزیونهای CRT و Sega که قبلاً ما بچه ها بازی می کردیم می گوید 220 ولت یا 110 ولت است که در ایران 220 ولت است اما دستگاه های مختلف لزوماً ولتاژ ثابت مانند 220 ولت ندارند. . کار نمی کند ، اما می توانید 220 ولت را در تمام دستگاه ها بنویسید! به طور خلاصه ، با ترانسفورماتور (اکنون که منبع تغذیه سوئیچینگ افزایش یافته است ، دوستان حرفه ای اصلاً مراقبت نمی کنند) 220 ولت مصرف می کنند و آن را به ولتاژ مورد نظر تبدیل می کنند.

مثلا در تلویزیون ما یک ترانسفورماتور کاهنده مدار داریم که ولتاژ را کاهش می دهد ، مثلاً به 24 ولت ، و ما یک ترانسفورماتور در حال افزایش داریم که 220 ولت را به 5000 ولت تبدیل می کند!

تعریف علمی ترانسفورماتور
ترانسفورماتور وسیله ای است که انرژی الکتریکی را از یک مدار به مدار دیگر از طریق دو یا چند چرخش از طریق القاء الکتریکی منتقل می کند.

از آنجا که جریان در مدار اول (ترانسفورماتور اولیه) یک میدان مغناطیسی را در اطراف سیم پیچ اول ایجاد می کند ، این میدان مغناطیسی به نوبه خود یک ولتاژ در مدار دوم تولید می کند ، که یک بار به مدار اضافه می شود. ثانیا ، این ولتاژ می تواند یک جریان ثانویه تولید کند.

تعریف دیگری برای آداپتور
اگر دو سیم پیچ را در کنار یکدیگر قرار دهیم و جریان متغیری را از طریق یکی از آنها عبور دهیم ، در سیم پیچ دوم یک ولتاژ ایجاد می شود. در حقیقت با عبور یک جریان متغیر از طریق سیم پیچ اصلی ، یعنی کویل که ورودی به آن اعمال می شود ، یک میدان مغناطیسی متغیر در اطراف آن ایجاد می شود. این قسمت متغیر سیم پیچ دوم را شکسته و ولتاژ موجود در آن را تحریک می کند.

این پدیده پایه و اساس کار ترانسفورماتورهاست. توجه داشته باشید که در ترانسفورماتور هیچ ارتباط الکتریکی بین سیم پیچ های اولیه و فرعی وجود ندارد و انرژی ورودی کاملاً از طریق میدان مغناطیسی به ثانویه منتقل می شود.

شاید در انتهای کوچه ها و بیشتر در بزرگراه ها ، ترانسفورماتورهای بزرگ ابعاد به عنوان مثال ، 1 * 1 متر که به آنها ترانسفورماتور ولتاژ گفته می شود ، از این ترانسفورماتورها گرفته تا ترانسفورماتورهای بسیار کوچک با ابعاد 1 * 1 سانتی متر در مدارهای الکترونیکی. همه آنها از اصل قانون القاء میدان مغناطیسی پیروی می کنند که در فیزیک برق و مغناطیس می توانید علت این رویداد جالب را بیابید.

برنامه مبدل
افزایش و کاهش ولتاژ و جریان و یا علمی تر انتقال انرژی! از لحاظ تئوریکی ، اگر یکی از انتهای سیم پیچ شامل 100 وات نیرو باشد ، اگر تلفات را حساب نکنیم ، در سیم پیچ دوم 100 وات قدرت داریم. بنابراین ترانسفورماتور به تنهایی انرژی تولید نمی کند ، فقط انتقال می یابد!

ترانسفورماتورهای ولتاژ در خطوط انتقال ، ترانسفورماتورهای سازگار با امپدانس در تقویت کننده ها ، عایق ها در تعمیر ، ترانسفورماتورهای کاهش ولتاژ به عنوان منبع تغذیه برای مدارهای الکترونیکی ، ترانسفورماتورهای مورد استفاده در منابع سوئیچینگ و ...

نحوه نمایش ترانسفورماتورها در الکترونیک
در زیر این پیوندها روند دقیق مبدل را توضیح می دهند و من نمی خواهم آن را بازنویسی کنم فقط آنچه می خواهم از این پست یاد بگیرم سه مورد است که ما در مباحث آینده از آنها استفاده خواهیم کرد. مبدل یا مبدل چیست؟ چیکار میکنه؟ از کجا استفاده می شود؟ به یاد داشته باشید مدار ساده ای که برای محتوای پیشرفته از آن استفاده خواهیم کرد ، فقط حتماً لینک های زیر را بخوانید.

امیدوارم با خواندن این مقاله و پرونده های زیر ، درک اساسی از مبدل ها پیدا کرده باشم. ما سعی خواهیم کرد درباره انواع ، کاربردها و نحوه محاسبه آنها در آینده بیشتر بحث کنیم. همیشه سعی کنید از لوازم الکترونیکی طراح کوچک بازدید کنید.