دانلود مقاله ترانسفورماتور كامل (docx) 17 صفحه
دسته بندی : تحقیق
نوع فایل : Word (.docx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحات: 17 صفحه
قسمتی از متن Word (.docx) :
مقدمه
قسمت اعظم انرژی الکتریکی مورد نیاز انسان در تمام کشورهای جهان، توسط مراکز تولید مانند نیروگاههای بخاری، آبی و هسته ای تولید می شود. این مراکز دارای توربین ها و آلترناتیوهای سه فاز هستند و ولتاژی که به وسیله ژنراتورها تولید می شود باید تا میزانی که مقرون به صرفه باشد جهت انتقال بالا برده شود. گاهی چندین مرکز تولید به وسیله شبکه ای به هم مرتبط می شوند تا انرژی الکتریکی موردنیاز را به طور مداوم و به مقدار کافی در شهرها و نواحی مختلف توزیع کنند.
در محل های توزیع برای این اینکه ولتاژ قابل استفاده برای مصارف عمومی و کارخانجات باشد، باید ولتاژ پایین آورده شود. این افزایش و کاهش ولتاژ توسط ترانسفورماتور انجام می شود بدیهی است توزیع انرژی بیت تمام مصرف کننده های یک شهر از مرکز توزیع اصلی امکان پذیر نیست و مستلزم هزینه و افت ولتاژ زیادی خواهد بود.
لذا هر مرکز اصلی به چندین مرکز یا پست کوچکتر(پست های داخل شهری) و هر پست نیز به چندین محل توزیع کوچکتر(پست منطقه ای) تقسیم میشود. هر کدام از این مراکز به نوبه خود از ترانس های توزیع و تبدیل ولتاژ استفاده می کنند.
به طور کلی در خانواده و توزیع انرژی الکتریکی ، ترانسفورماتورها از ارکان و اعضای اصلی هستند و اهمیت آنها کمتر از خطوط انتقال و یا مولدهای نیرو نیست. خوشبختانه به دلیل وجود حداقل وسایل دینامیکی در آنها کمتر با مشکل و آسیب پذیری رو به رو هستند. مسلماٌ این به آن معنی نیست که می توان از توجه به حفاظت ها و سرویس و نگهداری آنها غفلت کرد.
چكيده
ترانسفورماتورها به زبان ساده و شکل اولیه وسیله ای است که تشکیل شده از دو مجموعه سیم پیچ اولیه و ثانویه که در میدان مغناطیسی و اطراف ورقه هایی از آهن مخصوص به نام هسته ترانسفورماتور قرار می گیرند. مقره ها یا بوشینگ ها یا ایزولاتورها و بالاخره ظرف یا محفظه ترانسفورماتور.
کار ترانسفورماتورها بر اساس انتقال انرژی الکتریکی از سیستمی با یک ولتاژ و جریان معین به سیستم دیگری با ولتاژ جریان دیگر است. به عبارت دیگر ترانسفورماتور دستگاهی است استاتیکی که در یک میدان مغناطیسی جریان و فشار الکتریکی را بین دو سیم پیچ یا بیشتر با همان فرکانس و تغییر اندازه یکسان منتقل می کند.
انواع ترانسفورماتورها
سازندگان و استانداردها در کشورهای مختلف هر یک بنحوی ترانسفورماتورها را تقسیم بندی کرده و تعاریفی برای درج بندی آنها ارائه داده اند. برخی ترانسها را بنا بر موارد و ترتیب بهره برداری آنها متفاوت شناخته اند، مانند ترانس های انتقال قدرت، اتوترانس و یا ترانس های تقویتی و گروهی از ترانسها را به غیر از ترانسفورماتور اینسترومنتی(ترانس جریان و ولتاژ)، ترانس قدرت می نامند و اصطلاحاٌ ترانس قدرت را آنهایی می دانند که درسمت ثانویه آنها فشار الکتریکی تولید می شود. این نوع تقسیم بندی در عمل دامنه وسیعی را در بر می گیرد که در یک طرف آن ترانسفورماتورهای کوچک و قابل حمل با ولتاژ ضعیف برای لامپهای دستی و مشابه آن قرار می گیرند و طرف دیگر شامل ترانس های خیلی بزرگ برای تبدیل ولتاژ خروجی ژنراتور به ولتاژ شبکه و خطوط انتقال نیرو است. در بین این دو اندازه(حد متوسط) ترانسهای توزیع و یا انتقال در مؤسسات الکتریکی و ترانسهای تبدیل به ولتاژهای استاندارد قرار دارند.
ترانسها اغلب به صورت هسته ای یا جداری طراحی می شوند. در نوع هسته ای در هر یک از سیم پیچ ها شامل نیمی از سیم پیچ فشار ضعیف و نیمی از سیم پیچ فشار قوی هتند و هر کدام روی یک باروی هسته ای قرار دارند. در نوع جداری، سیم پیچ ها روی یک هسته پیچیده شده اند و نصف مدار فلزی مغناطیسی از یک طرف و نصف دیگر از طرف هسته بسته می شود.
در اکثر اوقات نوع جداری برای ولتاژ ضعیف و خروجی بزرگ و نوع هسته ای برای ولتاژ قوی و خروجی کوچک به کار می روند.(به صورت سه فاز یا یک فاز. ترانسهای تغذیه و قدرت مانند ترانس اصلی نیروگاه ترانس توزیع و اتو ترانسفورماتور، ترانسفورماتورهای قدرت معمولاٌ سه فاز هستند اما گاهی ممکن است در قدرتهای بالا به دلیل حجم و وزن زیاد و مشکل حمل و نقل از سه عدد ترانس تک فاز استفاده کنند. ترانس های صنعتی مانند ترانس های جوشکاری، ترانس های راه اندازی و ترانس های مبدل ترانس برای سیستم های کشش و جذب که در راه آهن و قطارهای الکتریکی به کار می رود.
ترانس های مخصوص آزمایش،اندازه گیری، حفاظت مصارف الکتریکی و غیره… اجزاي ترانسفور ماتور
با اصول مقدماتي و ساختمان ترانسفورماتورها بايد توجه داشته باشيد كه به علت تلفات و مسائل اقتصادي و عوامل ديگر كه در طراحي و ساختمان ترانسفورماتور هاموثرند، نمي توان به سادگي از فرمول هايي كه تا بهحال ارائه شده است براي ساختمان ترانسفورماتور استفاده كرد . بنابراين ، در اين جا به بررسي ساختمان و محاسبه ي عملي ترانسفورماتورها ي كوچك مي پردازيم .
لازم به تذكر است كه ترانسفورماتور ها را با توجه به كاربرد و خصوصيات آنها بهسه دسته كوچك ، متوسط و بزرگ دسته بندي مي كنند .
ساختمان ترانسفورماتور هاي بزرگ و متوسط به دليل مسائل حفاظتي و عايق بندي و امكانان موجود ، كار ساده اي نيست . لذا دراين جا ما فقط ترانسفورماتورهاي كوچك ( تا قدرت 16 كيلو ولت آمپر تا 1000 ولت ) را بررسي خواهيم كرد .
موارد استفاده ي اين ترانسفورماتورها امروز بسيار زياد است ؛ مثلاً در يك سو سازها ، مصرف كننده هاي كم قدرت كه به ولتاژ كم وصلمي شوند ، وسايل الكترونيكي ، اسباب بازي ها و ... از اين ترانسفورماتورها استفاده مي شود .
براي ساختن ترانسفورماتورها ي كوچك ، اجزاي آن مانند ورقه هاي آهن ، سيم و قرقره را به سادگي مي توان تهيه كرد .
براي محاسبه و ساخت يك ترانسفورماتور مي توان با استفاده از عوامل و روابط موجود ، مجهولات مطلوب را محاسبه كرد . علاوه بر اين براي ترانسفورماتورهاي مشخص و استاهدارد شده نيز جداول يا منحني هايي وجود دارد كه به سادگي مي توان از روي آن ها مجهولات را به دست آورد .
در اين جا به بررسي هر يك از اين روش ها براي ساختن يك ترانسفورماتور يكفاز مي پردازيم .
اجزاي تشكيل دهنده ي يك ترانسفورماتور به شرح زير است .
1- هسته ي ترانسفورماتور :
هسته ي ترانسفورماتور متشكل از ورقه هاي نازك است كه سطح آن ها با توجه به قدرت ترانسفورماتور محاسبه مي شود . براي كم كردن تلفات آهني ، هسته ي ترانسفورماتور را نمي توان به طور يك پارچه ساخت . بلكه معمولا آن ها را از ورقه هاي نازك فلزي كه نسبت به يك ديگر عايق اند ، مي سازند .
اين ورقه ها از آهن بدون مماسند ( ورق ديناموبلش ) با آلياژي از سيليسيم ( حداكثر 5/4 درصد ) كه داراي قابليت هدايت الكتريكي كم و قابليتهدايت مغناطيسي زياد است ساخته مي شوند . در اثر زياد شدن مقدار سيليسيم ، ورقه هاي ديناموبلش شكننده ميشوند . براي عايق كردن ورقه هاي ترانسفورماتور ، قبلاً از يك كاغذ نازك مخصوص كه در يك سمت اين ورقه چسبانيده مي شد ، استفاده مي كردند اما امروزه بدين منظور در هنگام ساختن و نورد اينورقه ها يك لايه ي نازك اكسيد ، فسفات يا سيليكات به ضخامت 2 تا 20 ميكرون به عنوان عايق در روي آن ها مي مالند و با آن روي ورقه ها را مي پوشانند . علاوه بر اين ، از لاك مخصوص نيز براي عايق كردن يك طرف ورقه ها استفاده مي شود . ورقه هاي ترانسفورماتور داراي يكلايه عايق هستند ؛ بنابراين ، در موقع محاسبه يسطح مقطع هسته بايد سطح آهن خالص را منظور كرد . ورقه هاي ترانسفورماتور را به ضخامت هاي 35/0 و 5/0 ميلي متر و در اندازه هاي استاندارد به شكل هاي مختلف مي سازند .
معمولي ترين ورقه هاي استاندارد شده به شكل هاي El و M هستند . اين ورقهها به صورت يك تكه ساخته شده و دور ريز آن ها زياد است . لذا از اين فرم تا استاندارد 102M ( ارتفاع 102 ميلي متر ) ساخته مي شود . در ضمن ، اين نوع ورقه ها داراي شكاف هوايي 3/0 ، 5/0 يا 2 ميلي متر هستند . ورقه هاي ترانسفورماتور به فرم El را به علت دورريز كم تر براي استانداردهاي بالا نيز درست مي كنند . اين ورقه ها را بايد در داخل قرقره به طور متناوب از دو طرف جا زد تا بدين ترتيب فاصله ي هوايي در نتيجه ، تلفات پراكندگي كم شود . بايد دقت كرد كه سطح عايق شده ي ورقه هاي ترانسفورماتور همگي در يك جهت باشند . علاوه بر اين ، تاحد امكان نبايد در داخل قرقره فضاي خالي بماند . لازم است ورقه ها با فشار داخل قرقره جاي بگيرند تا از ارتعاش و صدا كردن آن ها نيز جلوگيري شود .
2- سيم پيچ ترانسفورماتور :
معمولا براي سيم پيچ اوليه و ثانويه ي ترانسفورماتور از هادي هاي مسي با عايق ( روپوش ) لاكي استفاده مي كنند . اين هادي ها با سطح مقطع گرد و در اندازه هاي استاندارد وجود دارند و با قطر مشخص مي شوند . درترانسفورماتورهاي پرقدرت از هادي هاي مسي كه به صورت تسمه هستند ، استفاده مي شود . ابعاد اين گونه هادي ها نيز استاندارد است .
سيم پيچي ترانسفورماتور هاي كوچك بر روي قرقره در طبقات مختلف پيچيده مي شود . در صورتي كه ماكزيمم ولتاژ بين دو حلقه بيش از 25 ولت باشد ، بايد بين طبقات عايق قرار داد . بين سيم ها ي مجزا از يك ديگر – مثلاً سيم پيچي هاي اوليه و ثانويه – نيز حتماً بايد عايق قرار گيرند . در روي آخرين لايه نيز بايد نوار عايق پيچيده شود و مشخصات ترانسفورماتور بر روي اين لايه ثبت گردد . براي استفاده از حداكثر فضاي قرقره ، سيم ها تا حد ممكن بايد پهلوي يك ديگر پيچيده شوند و بين آنها فضاي خالي نباشد . چگالي جريان كه براي ترانسفورماتور هاي كوچك انتخاب مي شود ، بين A/mm 1 تا A/mm 4 است . سر سيم پيچي ها را بايد به وسيله ي روكش ها ي عايق ( وارنيش يا ماكاروني ) از سوراخ هاي قرقره خارج كرد تا بدين ترتيب سيم ها قطع ( خصوصاً در سيم هاي نازك و لايه هاي اول ) يا زخمي نشوند . يكطرف اين روكش ها بايد در داخل قرقره زير سيم قرار گيرند و خوب محكم شوند . علاوه بر اين ، بهتر است رنگ روكش ها نيز متفاوت باشد تا در ترانسفورماتورهاي داراي چندين سيم پيچ ، به راحتي بتوان سر هر سيم پيچ را مشخص كرد .
بعد از اتمام سيم پيچي يا تعمير سيم پيچ هاي ترانسفورماتور بايد آن ها را با ولتاژهاي بالاتر از ولتاژ نامي خودشان براي كنترل و كسب اطمينان از سالم بودن عايق بين بدنه و سيم پيچ اوليه ، بدنه و سيم پيچ ثانويه و هم چنين سيم پيچ اوليه و سيم پيچ ثانويه آزمايش كرد جدول 1 مقدار ولتاژ آزمايش را نشان مي دهد .
3- قرقره ي ترانسفور ماتور :
براي حفاظت و نگهداري از سيم پيچ ها ي ترالنسفورماتور – خصوصاً در ترانسفور ماتور هاي كوچك – بايد از قرقره استفاده كرد .
جنس قرقره بايد از مواد عايق باشد . قرقره را معمولاً از كاغذ عايق سخت ( برش مان ) ، فيبر هاي استخواني يا مواد ترموپلاست مي سازند . قرقره هايي كه از جنس ترموپلاستيك هستند معمولاً يك تكه ساخته مي شوند ولي براي ساختن قرقره هاي ديگر بايد آن ها را در چند قطعه ساخت و سپس بر روي يك ديگر سوار كرد .
بر روي ديوارهاي قرقره بايد سوراخ يا شكافي ايجاد كرد تا سر سيم پيچ ها از آن ها خارج شوند . اندازه ي قرقره بايد با اندازه ي ورقه هاي ترانسفورماتور متناسب باشد و سيم پيچ نيز طوري بر روي آن پيچيده شود كه از لبه هاي قرقره مقداري پايين تر قرار گيرد تا هنگام جا زدن ورقه هاي ترانسفورماتور ، لايه ي رويي سيم پيچ صدمه نبيند .
اندازه ي قرقره هاي ترانسفورماتور نيز استاندارد شده است اما مي توان در تمام موارد با توجه به نياز ، قرقره ي مناسب را طراحي كرد و ساخت .
محاسبه ي عملي ترانسفور ماتور ها :
براي محاسبه و طراحي ترانسفورماتور ، به يك مجموعه معلومات اوليه نيازمنديم تا با استفاده از آن ، پارامترهاي مجهول را محاسبه كنيم و ترانسفورماتور به دست مي آيند كه براي يك ترانسفورماتور كوچك عبارتند از :
.لتاژ اوليه U1 : ولتاژ منبع تغذيه (شبكه ) است و هدف از ساختن ترانسفورماتور ، تبديل اين ولتاژ به مقادير كم تر يا بيش تر مي باشد .
ولتاژ ثانويه U2 : ولتاژي است كه هدف ما به دست آوردن آن است و مصرف كننده با اين ولتاژ كار مي كند .
جريان ثانويه I2 : جرياني است كه از مصرف كننده ي مورد نظر عبور مي كند .
براي مثال ، اگر بخواهيم يك مصرف كننده ي 12 ولت را كه جريان دو آمپر بايد از آن عبور كند به شبكه ي 220 ولت وصل كنيم ، بايد از ترانسفورماتوري كه در آن 220= 1U و 12=2U و A2=2I است ، استفاده كنيم
براي ساختن و پيچيدن يك ترانسفورماتور به معلومات زير نياز داريم كه بايد محاسبه يا طراحي شوند :
محاسبه ي سطح مقطع هسته ي ترانسفورماتور .
تعداد دور سيم پيچ ها ي اوليه و ثانويه ي ترانسفورماتور .
قطر سيم هاي لاكي براي سيم پيچ اوليه و ثانويه ي ترانسفورماتور .
شماره ي استاندارد ورقه هاي ترانسفورماتور .
ابعاد و اندازه هاي اجزاي تشكيلف دهنده ي قرقره ي ترانسفورماتور .
اكنون به محاسبه ي عملي پارامترهاي بالا مي پردازيم :
محاسبه ي سطح مقطع هسته ي ترانسفورماتور :
براي محاسبه سطح مقطع هسته ي ترانسفورماتور مي توان از فرمول استفاده كرد . در اين رابطه S سطح مقطع هسته بر حسب سانتي متر مربع و PS1 قدرت ظاهري اوليه ي ترانسفورماتور بر حسب ولت آمپر است . ضريب K به جنس هسته و نقطه كار ترانسفورماتور بستگي دارد و بين 8/. تا 2/1 است . براي ترانسفورماتورهاي كوچك كم قدرت مي توان 1=K يا 9/0=K را انتخاب كرد . بهتر است براي ترانسفورماتور هاي معمولي ضريب 2/1=K انتخاب شود
1PS قدرت اوليه به قدرت ثانويه 2PS يعني قدرت مورد نياز بار بستگي دارد . در ترانسفورماتور هاي ايده آل 2P = 1P است اما در ترانسفورماتور هاي واقعي ، به علت تلفات كلي ترانسفورماتور هميشه 2PS 1PS وبازده (راندمان ) از يك كم تر است . معمولا قدرت ظاهري ترانسفورماتور بر حسب ولت آمپر (VA ) براي طرف ثانويه مشخص مي شود و مي توان آن را از ضرب ولتاژ ثانويه در جريان ثانويه ( {VA } 2I × 2U = 2PS ) به دست مي آورد .
قدرت اوليه را مي توان با در نظر گرفتن بازده 95/0 75/0 از رابطه = 1PS حساب كرد . مقدار ضريب بهره براي ترانسفورماتور ها از قدرت 25 تا 3500 ولت آمپر حدود 8/0 تا 9/0 انتخاب مي شود . براي ايجاد سطح مقطع S بايد ورقه هاي ترانسفورماتور را در داخل قرقره پهلوي يك ديگر قرار داد . واضح است كه به علت وجود لايه هاي نازك عايق در روي ورقه ها ، بايد سطح مقطع بيش تري نسبت به سطح مقطع خالص در نظر گرفت .
به طوري كه با كم شدن سطح اشغال شده توسط عايق هاي روي ورقه ، باقي مانده برابر با سطح آهن خالص باشد .
براي پيدا كردن مجموع آهن و عايق مورد نياز SFe مي توان از فرمول زير كه در آن 93/0..85/0 =KFe است ، استفاده كرد ؛ بنابراين
يعني ، بايد قرقره داراي سطح SFe براي جا زدن ورقه هاي ترانس باشد تا سطح آهن خالص برابر SFe شود . در محاسبه ي معمولي مي توان مقدار KFe را برابر با 9/0 انتخاب كرد .
محاسبه ي تعداد دور اوليه و ثانويه ي ترانسفورماتور :
براي تعيين تعداد دور سيم پيچ اوليه و ثانويه ي يك ترالنسفورماتور مي توان از روابط اصلي زير استفاده كرد .
در اين رابطه :
1U ولتاژ اوليه بر حسب ولت .
2U ولتاژ ثانويه بر حسب ولت .
1N تعداد دور اوليه .
2N تعداد دورز ثانويه .
BMax اندوكسيون بر حسب تسلا ( T ) .
SFe سطح مقطع آهن خالص بر حسب متر مربع ( m) .
Fفركانس بر حسب هرتس (Hz ) است .
اگر اندوكسيون بر حسب گوس ( G) و سطح مقطع آهن خالص بر حسب سانتي متر مربع باشد ، چون G 10= T 1 و cm 10 =m 1 است ، بنابراين مي توان از روابط زير استفاده كرد :
براي محاسبه ي تعداد دورها ، بهتر است ابتدا تعداد دوري را كه براي يك ولت نيروي محركه لازم است به دست آوريم و از روي تعداد آن تعداد دورهاي 1N و 2N را حساب كنيم . بدين منظور ، با قرار دادن {V } 1=U در رابطه ي قبلي مي توان دور بر ولت را حساب كرد .
مقدار عددي اندوكسيون مغناطيسي BMax نيز به شدت ميدان مغناطيسي و جنس ورقه ي ترانسفورماتور و آلياژ آن ها بستگي دارد . برزاي محاسبه ي ترانسفورماتور هايي كه در آن ها از ورقه هاي معمولي ترانسفورماتور استفاده مي شود ، مي توان G 12000 =BMax را قرار داد .
براي فركانس Hz 50 و G 12000 =BMax مي توان رابطه ي دور بر ولت را به صورت ساده ي زير خلاصه كرد .
مقدار دور بر ولت تابعي از سطح مقطع خالص هسته است . اگر افت ولتاژ ايجاد شده توسط مقاومت هاي اهمي و القايي سيم پيچ اوليه و ثانويه را منظور نكنيم ، مي توانيم تعداد دور اوليه و ثانويه را از روابط زير به دست آوريم :
1U ×n = 1N
2U ×n = 2N
چون سيم پيچ هاي ترانسفورماتور داراي مقاومت هستند ، در اثر عبور جريان در هر يك از آن ها افت ولتاژي متناسب با مقدار جريان به وجود مي آيد كه باعث كاهش نيروي محركه ي القايي در اوليه ( ) و كاهش ولتاژ در ثانويه ي ترانسفورماتور ـ يعني دو سر مصرف كننده (U2 < E2 ) مي شود . چون ترانسفورماتور را بر مبناي ولتاژ شبكه و ولتاژ مصرف كننده طراحي مي كنيم و مي سازيم بايد سعي شود ولتاژ خروجي در حالتي كه جريان نامي از بار مي گذرد ، درست به اندازه ي ولتاژ مورد نياز مصرف كننده باشد . بنابراين ، لازم است تعداد دور سيم پيچ اوليه و ثانويه را چنان انتخاب كنيم كه ولتاژ ثانويه ي ترانسفورماتور در حالت بي باري ، مقداري بيش تر از ولتاژ مورد نياز بار باشد . در اين صورت ، هنگام وصل به بار ، ولتاژ خروجي برابر ولتاژ مورد نياز مصرف كننده خواهد شد .
افت ولتاژ در ترانسفورماتور ، تابعي از قدرت ترانسفورماتور است كه بر حسب درصد ( ) داده شده است ، كه مي توان آن را به نسبت مساوي بين سيم پيچ هاي اوليه و ثانويه تقسيم كرد . با مشخص كردن درصد افت ولتاژ ، مي توان تعداد دور لازم براي اوليه و ثانويه را به روش زير حساب كرد .
EQ
همان طور كه مشاهده مي كنيد ، تعداد دور مورد نياز براي اوليه ، كاهش و براي ثانويه ، افزايش مي يابد .
محاسبه ي قطر سيم لاكي براي اوليه و ثانويه
قطر سيم پيچ ترانسفورماتور را بايد طوري محاسبه كرد كه توان تلف شدن در دو سيم پيچ ــ كه به صورت حرارت در آن ظاهر مي شود ــ به آن صدمه اي نرساند . علاوه بر اين ، افت ولتاژ نيز بيش از حد نباشد .
براي انتخاب قطر سيم ، لازم است ابتدا به بررسي تراكم جريان مجاز بپردازيم .
اگر از دو سيم با سطح مقطع متفاوت ، جريان مساوي عبور كند ، تعداد الكترون هايي كه از سطح مقطع هر كدام از سيم ها در يك ثانيه عبور مي كند ، برابر است . بنابراين ، حركت الكترون ها در سيمي كه سطح مقطع كمتري دارد ، سريع تر از سيم ديگر است و اين سيم گرم مي شود .
شدت جرياني كه از هر ميلي متر مربع سطح مقطع سيم عبور مي كند ، تراكم جريان ناميده مي شود و آن را با J نشان مي دهند .
در اين رابطه I جريان عبوري از سيم بر حسب آمپر A و سطح مقطع سيم بر حسب ميلي متر مربع است . در دو سيم با سطح مقطع مساوي هر چه تراكم جريان (J ) بيش تر باشد ، گرماي ايجاد شده در سيم نيز بيش تر خواهد بود .
در ترانسفورماتورها و موتورها نبايد درجه ي حرارت سيم پيچ از حد معيني تجاوز كند . خصوصاً سيم هاي مربوط به لايه هاي داخلي سيم پيچ كه چون با هواي محيط در تماس نيستند ، بيشتر گرم مي شوند .
بنابراين ،
تراكم جريان در هادي هاي ترانسفورماتور نبايد از حد معيني بيش تر شود . تراكم جريان را بسته به شرايط خنك شدن ترانسفورماتور و قدرت آن از 1 تا 4 آمپر بر ميلي متر مربع انتخاب مي كنند و آن را تراكم جريان مجاز مي نامند.
با مشخص بودن قدرت ثانويه ي ترانسفورماتور مي توان تراكم جريان مجاز را به دست آورد و پس از آن ، سطح مقطع سيم هاي مورد نظر را كه بايد جريان اوليه و ثانويه از آن ها عبور كند ، از رابطه ي و پيدا كرد .
همان طور كه گفتيم ، جريان يكي از معلومات ماست و توسط بار مشخص مي شود اما جريان را مي توانيم از رابطه ي زير حساب كنيم .
چون سيم هاي لاكي ، با قطر ( بدون لاك ) مشخص مي شوند ، پس از به دست آوردن سطح مقطع سيم ، قطر استاندارد شده ي آن را به دست مي آوريم يا اين كه با توجه به گرد بودن سطح مقطع سيم ، از رابطه ي قطر ( بدون لاك ) را محاسبه مي كنيم .
به همين ترتيب قطر سيم سيم پيچ ثانويه از رابطه ي زير به دست مي آيد .
در موقع اندازه گيري قطر سيم بايد لاك روي آن را به طوري كه به خود سيم صدمه نرسد ، پاك كرد . براي انجام دادن اين كار مي توان روي سيم را سوزاند يا آن را با سمباده ي نرم از بين برد .
انتخاب ورقه ي ترانسفورماتور مناسب
ورقه هاي استانداردي كه در ترانسفورماتورهاي كوچك از آن ها استفاده مي شود ، از نوع M يا EI هستند .
در اين ترانسفورماتورها ، ابتدا سيم پيچ اوليه و ثانويه بر روي يك قرقره پيچيده شده و سپس قرقره توسط ورقه هاي ترانسفورماتور كاملاً پر مي شود .
سيم پيچ اوليه ، سيم پيچ ثانويه ، عايق هاي بين طبقات سيم پيچ و قرقره بايد در فضاي خالي ايجاد شده بين بازده هاي ورقه ها ( پنجره ) قرار بگيرند . علاوه بر اين ، فضاي خالي كمي نيز از لبه ي قرقره تا آخرين لايه ي سيم پيچ وجود داشته باشد تا در هنگام جا زدن ورقه ها سيم پيچ صدمه اي نبيند.
سطح پنجره ي ورق را مي توان از رابطه ي به دست آورد كه در آن عرض و طول پنجره بر حسب ميلي متر است . بايد ورقه ي ترانسفورماتوري را انتخاب كرد كه اين سطح از سطح مورد نيازكوچك تر يا خيلي بزرگ تر نباشد . همان طور كه گفتيم ، سطح مورد نياز نيز به سيم پيچ اوليه و ثانويه ، عايق بين آن ها و ضخامت قرقره و در عين حال طريقه ي پيچيدن سيم پيچ بستگي دارد .
سطح لازم براي عايق هاي بين لايه هاي سيم پيچ و قرقره سيم پيچ ، به قدرت ترانسفورماتور بستگي دارد . علاوه بر عايق ، در هنگام پيچيدن سيم ها بر روي قرقره نيز مقداري فضاي خالي مرده بين حلقه هاي سيم پيچ باقي مي ماند .
هر چه سيم پيچي بر روي قرقره دقيق تر انجام گيرد ، مقدار اين فضاي مرده نيز كم تر خواهد بود . در ترانسفورماتورهايي كه توسط ماشين پيچيده مي شوند ، مقدار اين فضا بسيار ناچيز است . در مجموع براي عايق و قرقره و فضاي خالي بين سيم ها ، مي توان 20 تا 35 درصد سطح سيم هارا منظور كرد . براي ترانسفورماتورهاي دست پيچ از ضريب 35 و براي ترانسفورماتورهاي كوچك كه توسط ماشين پيچيده مي شوند ، از ضريب تقريبي 20 درصد استفاده مي شود . بنابراين ، سطح كل مورد نياز برابر مي شود با :
FT = F + ( 35% تا 20% ) F
FT = ( 35/1 تا 2/1 ) F
پس از پيدا كردن سطح FT ، ورق ترانسفورماتور راطوري انتخاب مي كنيم ، به طوري كه حداقل سطح پنجره ي آن برابر با FT باشد ؛ يعني :
منابع
مهندس حمید طاهر پور ،ماشین های الکتریکی ،انتشارات دانشگاه صنعتي شريف،تهران 1385،ص 15
احمد میر بهاء ،تکنولوژی سد سازی در ایران، مذكر نشر كتب دانشگاهي تهران،1382 ،ص 100-102
سروش خلعتبری ،انواع نیروگاه های برق در ایران ،انتشارات سمت 1384تهران،ص 49-51
عين الله جعفر نژاد قمي، توان برق انتشارات ناقوس 1385 تبريز ،ص 105
داریوش فربد ،صنعت برق ایران، انتشارات توان قم، 1360 ،ص 18 – 19