ترانس های تغذیه

ترانسفورماتورها از ترانس های تغذیه برای تغذیه و انتقال انرژی الکتریکی استفاده می کنند. یک ترانسفورماتور تحت عملکرد اصل تناسب ولتاژ است که توسط ترانس های تغذیه عملگر هستند.

ترانس های تغذیه دو بخش اصلی دارند: تابلوی ورودی و تابلوی خروجی. تابلوی ورودی متصل به منبع برق و جریان ولتاژ قدرت بالا را تامین می کند و تابلوی خروجی برای انتقال جریان ولتاژ به بار مورد نظر استفاده می شود.

ترانس های تغذیه در انواع مختلفی از جمله تک فاز و سه فاز قابل تهیه هستند. همچنین، تقسیم بندی بر اساس رتبه قدرت ولتاژ و تعداد جریان هم وجود دارد.

علاوه بر آن، ترانس های تغذیه همچنین وظایف دیگری نیز دارند. آنها از ولتاژ بالا به ولتاژ پایین تبدیل می کنند، توان را تنظیم می کنند، عملیات جداسازی را انجام می دهند و همچنین به منظور حفاظت در برابر نوسانات و خطاهای برقی از جمله جریان کوتاه و نشت برقی استفاده می شوند.

وظایف ترانس های تغذیه

ترانسفورماتورها یکی از اصلی‌ترین قطعات در سیستم‌های توزیع برق و صنعتی هستند. آن‌ها به کمک تغییر نسبت آمپر بین دو قسمت از مدار، منبع و مصرف برق را به یکدیگر متصل می‌کنند. در این فرآیند، ترانسفورمر از ترانس‌های تغذیه استفاده می‌کند که وظایف مختلفی دارند. در زیر به برخی از این وظایف اشاره می‌کنیم:

1. انتقال بالا: ترانس‌های تغذیه مسئول انتقال بالای برق از مبدأ به مقصد هستند. آن‌ها برق را از منبعی که با ولتاژ و جریان بالا تولید می‌شود، به ترانسفورمر انتقال می‌دهند تا در اینجا ولتاژ اولیه کاهش و جریان اولیه افزایش یابد.

2. کاهش ولتاژ: ترانس‌های تغذیه در رده‌های معیار، برق را از ولتاژ پایین‌تر قبل از ورود به سیستم توزیع دریافت کرده و آن را به ولتاژهای پایین‌تری که برای استفاده در خانه‌ها، شرکت‌ها و صنایع مورد نیاز است، تبدیل می‌کنند.

3. جداسازی: یکی دیگر از وظایف ترانس‌های تغذیه جداسازی بخش‌های مختلف مدار و ارائه از هم جدا شده‌ای است. این وظیفه بخش‌های مختلفی از سیستم برق را که قابلیتی برای کارکرد همزمان ندارند، تضمین می‌کند.

4. ایزوله کردن: ترانس‌های تغذیه مسئول ایزوله کردن منابع تولید برق هستند تا از نظر امنیتی و تضمین کارکرد برق در سیستم‌های مختلف دارای عملکردی مطلوب باشند.

5. تنظیم ولتاژ: بعضی از ترانس‌های تغذیه دارای ویژگی تغییر ولتاژ هستند. این‌ها برای تنظیم ولتاژ مورد نیاز در قسمت‌های مختلف سیستم برق استفاده می‌شوند.

ترانس‌های تغذیه یک نقش بسیار مهم در ترانسفورماتورها و در عملکرد صحیح آن‌ها دارند.

ترانسفورماتور تک فاز

ترانسفورماتور تک فاز یک دستگاه الکتریکی است که برای تغییر ولتاژ فرکانس متناوب استفاده میشود. عملکرد ترانسفورماتور تک فاز بسیار ساده است؛ ورودی برق در یک سیم پیچه اصلی به ترانسفورماتور وارد میشود و خروجی برق در دیگر سیم پیچه اصلی قرار دارد. هسته فولادی درون ترانسفورماتور وظیفه تقویت مغناطیس را بر عهده دارد و پیچه‌های مغناطیسی انرژی الکتریکی را دریافت میکنند.

ویژگی های ترانسفورماتور تک فاز

1. ولتاژ ورودی و خروجی: ترانسفورماتور تک فاز معمولاً در ولتاژها و فرکانسهای مختلف موجود است. این دستگاه قادر است ولتاژ متناوب را از یک سطح به سطوح دیگر تغییر دهد. برای مثال، ولتاژ ورودی ممکن است 110 ولت باشد و ولتاژ خروجی 220 ولت باشد.

2. توان خروجی: ترانسفورماتور تک فاز به دو صورت، یکطرفه (مثبت یا منفی) و دوطرفه میتواند عمل کند. در حالت یکطرفه، ولتاژ خروجی در یک جهت از ترانسفورماتور عبور میکند، در حالی که در حالت دوطرفه، ولتاژ خروجی در هر دو جهت عبور میکند.

3. ضریب تبدیل: ضریب تبدیل ترانسفورماتور تک فاز نسبت ولتاژ ورودی به خروجی را نشان می‌دهد. در حالتی که ضریب تبدیل برابر با 1 باشد، ولتاژ ورودی همانند ولتاژ خروجی است.

4. کارایی: ترانسفورماتور تک فاز کارایی بالایی دارد. کارایی ترانسفورماتور معمولاً در محدوده 95-98 درصد است که نشان دهنده توانایی تبدیل انرژی بدون ضایعات بالا است.

مشخصات فنی

1. ظرفیت: توان خروجی ترانسفورماتور تک فاز معمولاً بر حسب وات یا کیلووات مشخص میشود. برای مثال، مشخصات فنی یک ترانسفورماتور 500 وات را نشان میدهد که برای انتقال توان الکتریکی با ولتاژ و جریان مشخصی طراحی شده است.

2. ولتاژ ورودی و خروجی: مقادیر ولتاژ ورو

دی و خروجی در مشخصات فنی ترانسفورماتور تک فاز قید میشود. معمولاً با ولتاژ مشخصی ورودی و خروجی دارند، مثلاً 220 ولت و 110 ولت.

3. جریان: ترانسفورماتور تک فاز میتواند جریان‌های متفاوتی را به سیستم ارائه دهد. جریان خروجی ترانسفورماتور معمولاً بر حسب آمپر در مشخصات فنی ذکر میشود.

4. جریان هم‌فاز: ترانسفورماتور تک فاز با جریان همفاز متناسب است. جریان همفاز به میزان جریان ترانسفورماتور در حالت کارکرد اسمی (rated) است.

ترانسفورماتور سه فاز

ترانسفورماتور سه فاز (Three-Phase Transformer) یک دستگاه الکتریکی است که برای تبدیل ولتاژ و جریان بین سیستم‌های الکتریکی سه فاز استفاده می‌شود. این ترانسفورماتورها دارای سه ملق یا لگوب است که به ترتیب به فازهای R، S و T وصل می‌شوند.

عملکرد ترانسفورماتور سه فاز بر اساس اصل تبدیل الکترومغناطیسی که برای تبدیل ولتاژ بین دو سیستم استفاده می‌شود، است. این ترانسفورماتورها دارای دو سیم تاب فراوان (Primary) و ثانویه (Secondary) هستند که به دو سیستم سه فاز متصل می‌شوند. جریان الکتریکی از سیستم تاب فراوان می‌گذرد و فیدبک میدان الکترومغناطیسی ایجاد می‌شود که سبب تبدیل ولتاژ و جریان بین دو سیستم می‌شود.

برخی ویژگی‌ها و مشخصات فنی

1. پایداری و کارایی: ترانسفورماتور سه فاز باید در طول زمان و تحت بار، پایداری و کارایی خوبی داشته باشد. این به معنای حفظ تغییرات ولتاژ خروجی در شرایط متنوع بار و فرکانس مختلف است.

2. تنظیم ولتاژ: برخلاف ترانسفورماتورهای تک فاز، ترانسفورماتور سه فاز امکان تنظیم ولتاژ خروجی را ندارد. ولتاژ خروجی آن تعیین شده و ثابت است.

3. جریان حداکثر: هر ترانسفورماتور سه فاز دارای جریان حداکثر خود است. این جریان مشخص کننده ظرفیت ترانسفورماتور و توان تحمل آن است.

4. راندمان: راندمان ترانسفورماتور سه فاز نسبت توان واقعی به توان وارد شده در آن را نشان می‌دهد. راندمان بالا به معنای افزایش عملکرد و کارایی است.

5. جریان اتصال کوتاه: جریان اتصال کوتاه ترانسفورماتور نشان دهنده جریانی است که در صورت وقوع اتصال کوتاه در سیستم، از طریق هسته و سیم‌های ترانسفورماتور عبور می‌کند. تحمل صحیح این جریان بسیار اهمیت دارد.

ترانسفورماتور سه فاز به دلیل کاربردهای گسترده‌ای که در صنایع برق، انرژی و سیستم‌های الکتریکی دارد، یکی از مهمترین اجزای این صنایع است. و در طول زمان بهینه‌سازی شده‌اند تا کارایی بیشتری در انتقال بار و تبدیل ولتاژ فراهم کنند.

محدودیت های استفاده از ترانس تغذیه

1. محدودیت ولتاژ و جریان: ترانسفورماتورها بر اساس نسبت ولتاژ و جریان بین ورودی و خروجی طراحی می‌شوند. بنابراین، استفاده از ترانس های تغذیه باید با ولتاژ و جریان ترانسفورماتور سازگار باشد.

2. محدودیت توان: ترانسفورماتورها دارای ظرفیت توان مشخصی هستند و استفاده از ترانس های تغذیه باید در محدوده توان ترانسفورماتور باشد. استفاده از ترانس های تغذیه با توان بیشتر از ظرفیت ترانسفورماتور می‌تواند به خرابی ترانسفورماتور منجر شود.

3. محدودیت فرکانس: ترانسفورماتورها برای کار در یک فرکانس خاص طراحی می‌شوند. استفاده از ترانس های تغذیه با فرکانس متفاوت می‌تواند عملکرد ترانسفورماتور را تحت تأثیر قرار دهد و باعث کاهش کارایی آن شود.

4. محدودیت دما: ترانسفورماتورها دارای محدودیت دمایی هستند و استفاده از ترانس های تغذیه با دمای بالاتر از حد مجاز می‌تواند به خرابی ترانسفورماتور منجر شود.

5. محدودیت عایق: ترانسفورماتورها دارای عایق‌های خاصی هستند که برای جدا کردن ولتاژ‌های مختلف استفاده می‌شوند. استفاده از ترانس های تغذیه با عایق نامناسب می‌تواند به نقص عملکرد ترانسفورماتور منجر شود.

به طور کلی، استفاده از ترانس های تغذیه باید با مشخصات و محدودیت‌های ترانسفورماتور سازگار باشد تا عملکرد بهینه و ایمنی ترانسفورماتور حفظ شود.

نحوه ساخت ترانس تغذیه

یک ترانس تغذیه به طور کلی شامل دو قسمت اصلی است: بخش تبدیل ولتاژ و بخش محافظت.

1. بخش تبدیل ولتاژ:
– ابتدا باید تعیین کنید که با ترانس تغذیه خود چه ولتاژی را تغذیه می‌کنید. بسته به نیازهای شما، می‌توانید از ولتاژهای AC یا DC استفاده کنید.
– اگر می‌خواهید از ولتاژ DC استفاده کنید، ابتدا باید از یک ترانسفورماتور استفاده کنید تا ولتاژ AC را برقرار کنید. سپس از یک لوازم جانبی مانند دیودها برای تبدیل AC به DC استفاده کنید. این مرحله به عنوان تصحیح دیودی (Diode Rectification) شناخته می‌شود.
– اگر می‌خواهید از ولتاژ AC استفاده کنید، می‌توانید یک ترانسفورماتور استفاده کنید تا ولتاژ را تبدیل کنید. در این مرحله، می‌توانید از یک ترانسفورماتور مربوطه با تقسیم نسبت تبدیل ولتاژ استفاده کنید. به عنوان مثال، با یک ترانسفورماتور با نسبت 1:10، ولتاژ AC ورودی را به 1/10 ولتاژ AC خروجی تبدیل کنید.

2. بخش محافظت:
– یک ترانس تغذیه نیاز به حفاظت دارد. به طور کلی، باید از محافظت از جریان بیش از حد استفاده کنید. برای این کار، می‌توانید از راه‌های مختلفی استفاده کنید مانند استفاده از محدودکننده جریان (Current Limiter)، استفاده از رله یا استپر (Fuse)، و استفاده از قطع‌کننده در صورت نیاز.

این فقط یک مرحله ی بسیار ساده از ساخت یک ترانس تغذیه است و دیگر نیازهای مربوط به آن مانند آبشار قدرت، استفاده از فیلترها و غیره نیز بستگی به نیازهای خاص شما و کاربردی که می‌خواهید از ترانس تغذیه برای آن استفاده کنید دارد.