راهنمای جامع انواع ترانسفورماتورهای برق و اصول کاری آنها

ترانسفورماترهای قدرت می‌توانند بر اساس هدف، ساختار و ویژگی‌های دیگر به چند دسته تقسیم شوند:

• بر اساس هدف:

• ترانسفورماتر بالا بردن ولتاژ: ولتاژ را از سطح پایین به سطح بالا افزایش می‌دهد که انتقال برق در فواصل طولانی را به صورت کارآمد ممکن می‌سازد.

• ترانسفورماتر پایین بردن ولتاژ: ولتاژ را از سطح بالا به سطح پایین کاهش می‌دهد و توان را از طریق شبکه‌های توزیع به بارهای محلی یا نزدیک تأمین می‌کند.

• بر اساس تعداد فاز:

• ترانسفورماتر یک‌فازی

• ترانسفورماتر سه‌فازی

• بر اساس ترتیب پیچش:

• ترانسفورماتر یک‌پیچشی (اتوترانسفورماتر)، دو سطح ولتاژ فراهم می‌کند

• ترانسفورماتر دو‌پیچشی

• ترانسفورماتر سه‌پیچشی

• بر اساس مواد پیچش:

• ترانسفورماتر با سیم مسی

• ترانسفورماتر با سیم آلومینیومی

• بر اساس تنظیم ولتاژ:

• ترانسفورماتر با تنظیم ولتاژ بدون بار

• ترانسفورماتر با تنظیم ولتاژ با بار

• بر اساس ماده خنک‌کننده و روش خنک‌سازی:

• ترانسفورماتر غوطه‌ور در روغن: روش‌های خنک‌سازی شامل خنک‌سازی طبیعی، خنک‌سازی م enforced air (با استفاده از موتورهای بادکنک روی رادیاتورها) و گردش اجباری روغن با خنک‌سازی هوا یا آب، که معمولاً در ترانسفورماترهای قدرت بزرگ استفاده می‌شود.

• ترانسفورماتر خشک: پیچش‌ها یا به محیط گازی (مانند هوا یا فلوئورید سولفور شش‌فلوئورید) معرض هستند یا در رزین اپوکسی لایه‌بندی شده‌اند. این نوع ترانسفورماتر به طور گسترده‌ای به عنوان ترانسفورماترهای توزیع استفاده می‌شود و در حال حاضر تا 35 kV موجود هستند و پتانسیل کاربرد قوی دارند.

اصول عملکرد ترانسفورماترها:

ترانسفورماترها بر اساس اصل القای الکترومغناطیسی کار می‌کنند. برخلاف ماشین‌های چرخان مانند موتورها و ژنراتورها، ترانسفورماترها با سرعت چرخش صفر (یعنی آنها ثابت هستند) کار می‌کنند. اجزای اصلی آنها پیچش‌ها و هسته مغناطیسی هستند. در زمان عملکرد، پیچش‌ها مدار الکتریکی را تشکیل می‌دهند، در حالی که هسته مسیر مغناطیسی و پشتیبانی مکانیکی را فراهم می‌کند.

هنگامی که ولتاژ جریان متناوب به پیچش اولیه اعمال می‌شود، یک جریان مغناطیسی متناوب در هسته ایجاد می‌شود (تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مغناطیسی). این جریان مغناطیسی متغیر با پیچش ثانویه پیوند می‌خورد و یک نیروی الکتروموتوری (EMF) القا می‌کند. وقتی باری به آن متصل می‌شود، جریان در مدار ثانویه جریان می‌یابد و انرژی الکتریکی تحویل می‌دهد (تبدیل انرژی مغناطیسی به انرژی الکتریکی). این فرآیند تبدیل "الکتریک-مغناطیس-الکتریک" تشکیل دهنده عملکرد اساسی یک ترانسفورماتر است.