
یک ترانسفورماتور دستگاهی استاتیک است که انرژی الکتریکی را از یک مدار به مدار دیگر بدون تغییر فرکانس و با بالا بردن (یا) پایین آوردن ولتاژ تبدیل میکند.
نظریه القای متقابل عملکرد ترانسفورماتور را توضیح میدهد. یک جریان مغناطیسی مشترک دو مدار الکتریکی را به هم متصل میکند.
ظرفیت ترانسفورماتور بیشترین قدرت است که میتواند از آن استخراج شود بدون اینکه افزایش دما در سیمپیچها حد مجاز نوع عایقبندی استفاده شده را تجاوز کند.
ظرفیت اسمی ترانسفورماتور به صورت KVA و نه KW بیان میشود. ظرفیت ترانسفورماتور معمولاً با افزایش دما تعیین میشود.
تلفات در دستگاه باعث افزایش دما میشود. تلفات مسی متناسب با جریان بار و تلفات آهنی متناسب با ولتاژ است. بنابراین، تلفات کل ترانسفورماتور با توجه به ولت-آمپر (VA) تعیین میشود و مستقل از عامل توان بار است.
در هر مقدار عامل توان، یک جریان خاص منجر به همان I2R تلفات خواهد شد.
این تلفات فرآیند تولید ماشین را کاهش میدهد. عامل توان تعیینکننده خروجی به کیلووات است. اگر عامل توان برای یک بار کیلوواتی خاص کاهش یابد، جریان بار متناسب با آن افزایش مییابد و تلفات بیشتر و افزایش دما در ماشین را ایجاد میکند.
به دلایل ذکر شده، ترانسفورماتورها معمولاً به صورت KVA و نه KW رتبهبندی میشوند.
عامل توان ترانسفورماتور زمانی که باری وجود ندارد بسیار کم است و تأخیر میکند. اما عامل توان در حالت باری تقریباً یا برابر با عامل توان بار منتقل شده است.
معمولاً جریان بدون بار در ترانسفورماتور تقریباً 70 درجه پشت سر ولتاژ میآید.
اجزای اساسی عبارتند از:-
مدار مغناطیسی تشکیل شده از لایههای
هسته آهنی و ساختارهای ضبطکننده
سیمپیچ اولیه
سیمپیچ ثانویه
مخزن پر از روغن عایقبندی
ترمینالها (H.T) با بوشینگ
ترمینالها (L.T) با بوشینگ
مخزن محافظ
تنفسگیر
لولهی تنفس
نشاندهنده دمای باد (WTI)
نشاندهنده دمای روغن (OTI) و
رادیاتور
لایههای آلیاژی سیلیکونی (نسبت سیلیکون 4 تا 5٪) به دلیل مقاومت الکتریکی بالا، نفوذپذیری بالا، خصوصیات غیرسنگین و تلفات آهنی کم استفاده میشود.
در یک ترانسفورماتور، هسته آهنی یک مسیر مغناطیسی ساده و پیوسته با مقاومت کم ارائه میدهد.
رسوایی مغناطیسی با تقسیمبندی و تداخل سیمپیچهای اولیه و ثانویه کاهش مییابد.
اتصالات هسته آهنی باید توزیع شوند تا از ایجاد یک شکاف هوایی واضح در مدار مغناطیسی جلوگیری شود، زیرا شکاف هوایی به دلیل مقاومت بالا جریان مغناطیسی را کاهش میدهد.
جریان عبوری از ترانسفورماتور دو مؤلفه دارد. جریان مغناطیسی (Im) در چهارم (900) به ولتاژ اعمال شده و جریان در فاز با ولتاژ اعمال شده.
بیشتر جریان تحریکی که ترانسفورماتور از سیمپیچ اولیه در شرایط بدون بار دریافت میکند برای مغناطیسسازی مسیر استفاده میشود.
بنابراین، جریان تحریکی که ترانسفورماتور در شرایط بدون بار دریافت میکند عموماً از جریان مغناطیسی تشکیل شده است که برای ایجاد یک میدان مغناطیسی در مدارهای ترانسفورماتور (طبیعت القایی) استفاده میشود.
به دلیل طبیعت القایی بار، عامل توان ترانسفورماتور در شرایط بدون بار در محدوده 0.1 تا 0.2 خواهد بود.
وقتی تغذیه DC به سیمپیچ اولیه ترانسفورماتور اعمال میشود، هیچ EMF برگشتی القا نمیشود.
EMF برگشتی مهم است زیرا جریان تولید شده توسط دستگاه را محدود میکند.
در غیاب EMF برگشتی، ترانسفورماتور شروع به جذب جریانهای عظیم میکند و سیمپیچ اولیه سوخته میشود.