ترانس های متغیر

ترانس های متغیر (Variable Transformers) یا همان ترانسفورماتور های متغیر هستند که قادرند ولتاژ و جریان خروجی خود را تغییر دهند. این ترانسفورماتورها در برخی صنایع و کاربردها به خاطر قابلیت تنظیم خروجی آن‌ها استفاده می‌شوند.

ترانسفورماتورهای متغیر به دو دسته تقسیم می‌شوند: ترانسفورماتورهای متغیر در فرکانس (Variable Frequency Transformers) و ترانسفورماتورهای متغیر در ولتاژ (Variable Voltage Transformers).

ترانسفورماتورهای متغیر در فرکانس از طریق تغییر فرکانس ورودی، ولتاژ و جریان خروجی خود را تنظیم می‌کنند. این نوع ترانسفورماتورها در ایستگاه‌های تبدیل برق استفاده می‌شوند و معمولاً جهت تامین نیازهای بارهای متفاوت در شبکه برق مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ترانسفورماتورهای متغیر در ولتاژ به وسیله تغییر میانگین ولتاژهای ورودی، ولتاژ خروجی را تنظیم می‌کنند. این ترانسفورماتورها برای کاربردهایی مانند استفاده در دستگاه‌های آزمایشگاهی، سیستم‌های روشنایی یا تجهیزات الکترونیکی دیگر استفاده می‌شوند.

ترانسفورماتورهای متغیر معمولاً دارای یک رابطه تنظیم خطی نیستند، بلکه به صورت تنظیم انبساطی عمل می‌کنند. به عبارت دیگر، تغییر در ورودی تبدیل به تغییر غیرخطی در خروجی می‌شود. البته برای تنظیم خروجی به صورت خطی، می‌توان از ترانسفورماتورهای وابسته به گرما (Thermistor) یا ترانسفورماتورهای آهنربایی با تغییر میدان مغناطیسی استفاده کرد.

با استفاده از ترانسفورماتورهای متغیر، امکان استفاده از یک ترانسفورماتور به جای تعددی از ترانسفورماتورها با توان‌ها و خروجی‌های مختلف وجود دارد که این امر می‌تواند هزینه‌ها و فضا را به طور قابل توجهی کاهش دهد.

کاربرد

یکی از کاربردهای عمده ترانس های متغیر در سیستم‌های کنترل صنعتی است. با استفاده از این دستگاه‌ها، می‌توان مقادیر ولتاژ و جریان را به طور دقیق کنترل کرده و تنظیم کرد. علاوه بر این، ترانسفورماتورهای متغیر کاربرد وسیعی در سیستم‌های آزمایشگاهی، پژوهشی و تجاری دارند. برای مثال، این دستگاه‌ها در تست و اندازه‌گیری تجهیزات الکترونیکی، ماشین‌آلات صنعتی، تولیدات برق و سایر صنایع از آن استفاده می‌شود.

مزایای استفاده از ترانس های متغیر

1. کنترل دقیق ولتاژ و جریان: با استفاده از این دستگاه‌ها، می‌توان مقدار ولتاژ و جریان را به طور دقیق تغییر داد و کنترل کرد. این امر در بسیاری از صنایع که نیاز به کنترل دقیق پارامترهای الکتریکی دارند، بسیار مهم است.

2. سهولت در تنظیم و کاربرد: ترانسفورماتورهای متغیر به راحتی قابل تنظیم و استفاده هستند. با تغییر تعداد پیچ‌ها یا نحوه اتصال آن‌ها، می‌توان مقدار ولتاژ و جریان مورد نظر را تنظیم کرد.

3. امنیت: با استفاده از ترانسفورماتورهای متغیر، می‌توان مقدار ولتاژ یا جریان را به طور آرام و تدریجی تغییر داد. این امر از نظر ایمنی بسیار حائز اهمیت است و خطر هرج و مرج که به تجهیزات الکترونیکی یا دستگاه‌های حساس متصل به سیستم الکتریکی برسد را کاهش می‌دهد.

4. کارایی بالا: ترانسفورماتورهای متغیر عملکرد آن‌ها را بهبود می‌بخشند و عملکرد بهینه‌تری در سیستم‌های الکتریکی فراهم می‌کنند.

اتو ترانسفورماتور

اتوترانسفورماتور (Autotransformer) یک نوع ترانسفورماتور است که در آن نسبت ولتاژ بین ورودی و خروجی به واسطه اشتراک یک پیچ ولتاژ مشترک تنظیم می‌شود. به عبارت دیگر، اتوترانسفورماتور یک پیچ ولتاژ مشترک برای هر دو قسمت ورودی و خروجی دارد، در حالی که در ترانسفورماتورهای سنتی، پیچ ولتاژ و رابطه بین ورودی و خروجی کاملاً جداگانه هستند.

استفاده از اتوترانسفورماتور در برخی موارد می‌تواند مزایایی داشته باشد. اولاً، به دلیل اشتراک پیچ ولتاژ مشترک، اتوترانسفورماتور در مقایسه با ترانسفورماتورهای سنتی، ابعاد کوچکتری دارد. همچنین، به دلیل نسبت ورودی به خروجی که برقرار است، از اتلاف توان الکتریکی کاسته می‌شود.

اتوترانسفورماتورها در برقرانش شبکه‌های برق و سیستم‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای مثال، زمانی که نیاز به تنظیم دقیق ولتاژ برق وجود دارد، از اتوترانسفورماتور استفاده می‌شود. همچنین، در سیستم‌های تولید و انتقال برق، اتوترانسفورماتورها برای تنظیم ولتاژ و همچنین به حالت نیمه قطره درآوردن ولتاژ استفاده می‌شوند.

در نتیجه، اتوترانسفورماتورها دارای کاربردهایی متنوع هستند و می‌توانند مزایایی از جمله کوچک‌تر بودن اندازه و کاهش اتلاف توان را در مقایسه با ترانسفورماتورهای سنتی ارائه دهند.

ترانسفورماتور تک فاز با ولتاژ ثابت

ترانسفورماتور تک فاز با ولتاژ ثابت یک نوع ترانسفورماتور است که از آن برای تبدیل ولتاژ یک فاز به ولتاژ دیگر استفاده می‌شود. این نوع ترانسفورماتور معمولاً در سیستم‌های برق خانگی و کوچک استفاده می‌شود.

معمولاً ترانسفورماتور تک فاز با ولتاژ ثابت دارای دو باب مجزا است که هر کدام دارای نوک قطبی ولتاژی مجزا هستند. باب‌های ترانسفورماتور معمولاً با استفاده از فنرهای مغناطیسی ساخته می‌شوند که بهم پیچیده شده و جریان‌هایی که از آنها عبور می‌کند را تغییر می‌دهند. این فنرها معمولاً از مواد خاصی مانند فولاد ضد زنگ ساخته می‌شوند تا از هدررفت انرژی جلوگیری کنند.

به طور کلی، ترانسفورماتور تک فاز با ولتاژ ثابت دو باب دارد: باب ورودی و باب خروجی. با اعمال ولتاژ از باب ورودی، ترانسفورماتور ورودی را به ولتاژ خروجی تبدیل می‌کند که استفاده‌کننده‌های برق بتوانند از آن استفاده کنند. این ترانسفورماتورها عمدتاً در سیستم‌های تأمین برق خانگی، صنعتی و تجاری استفاده می‌شوند.

فایده‌های استفاده از ترانسفورماتور تک فاز با ولتاژ ثابت شامل:
– تبدیل ولتاژ از یک سطح به سطح دیگر
– ایجاد جریان برق برای استفاده‌های مختلف
– حفاظت از وسایل الکترونیکی از لرزش و نوسانات برق

در مجموع، ترانسفورماتور تک فاز با ولتاژ ثابت یک وسیله بسیار مهم است که در انتقال و تبدیل ولتاژهای برق استفاده می‌شود و در صنعت برق یک نقش بسیار مهم دارد.

تفاوت ترانس های تک فاز با سه فاز

تفاوت اصلی بین ترانسفورماتورهای تک فاز و سه فاز در تعداد سیم های ورودی و خروجی آن ها است.

ترانسفورماتور تک فاز دارای یک سیم ورودی و یک سیم خروجی است. این نوع ترانسفورماتور بیشتر برای استفاده در خانه‌ها و کاربردهای کوچک به کار می‌رود.

ترانسفورماتور سه فاز دارای سه سیم ورودی و سه سیم خروجی است. این نوع ترانسفورماتور برای کاربردهای بزرگتر مانند صنعت، کارخانه‌ها و شبکه‌های توزیع برق استفاده می‌شود.

در ترانسفورماتورهای سه فاز، مقدار جریان و ولتاژ در هر سیم، با فاصله زمانی ثابت تغییر می‌کند. این باعث می‌شود که توان مصرفی توسط این ترانسفورماتورها گردشی و توزیع شود و عملکرد بهتری داشته باشند.

علاوه بر این، ترانسفورماتورهای سه فاز در مقایسه با ترانسفورماتورهای تک فاز امکان مدیریت بار بیشتری را دارند و در انتقال برق به فاصله‌های بلندتر نیز موثرتر عمل می‌کنند.

قسمت های اصلی تشکیل دهنده

بطور کلی، یک ترانسفورماتور از دو قسمت اصلی تشکیل شده است: قسمت بالادست و قسمت پایین‌دست.

قسمت بالادست (Primary Side):
این قسمت شامل تسلیم‌کننده (سیم دریافت‌کننده) و ریل‌های تغذیه است. تسلیم‌کننده وارد کننده انرژی الکتریکی ولتاژ بالا (عموماً از نیروگاه‌ها) را تغییر و افزایش می‌دهد تا مناسب برای استفاده در ساختمان یا صنعت شود. ریل‌های تغذیه برای حفاظت و کنترل تغییر ولتاژ استفاده می‌شوند.

قسمت پایین‌دست (Secondary Side):
این قسمت شامل سیم‌های خروجی و ریل‌های توزیع است. سیم‌های خروجی به صورت اتصال ستاره یا مثلث به دستگاه‌ها و بارهای مورد نیاز ولتاژ مناسب را ارائه می‌دهند. ریل‌های توزیع برای حفاظت و توزیع انرژی الکتریکی به بارها و دستگاه‌ها بکار می‌روند.

ساخت ترانس ها

ساخت ترانسفورماتورها، فرآیندی پیچیده است که شامل چند مرحله می‌شود. اولین مرحله در ساخت ترانسفورماتور، طراحی آن است. در این مرحله، مشخصات فنی شامل ولتاژ و جریان ورودی و خروجی، فرکانس و قدرت ترانسفورماتور تعیین می‌شود. سپس، محاسبات لازم برای تعیین تعداد و طول لفظه‌ها و جریان‌های آنها صورت می‌گیرد.

در مرحله بعدی، نوع هسته ترانسفورماتور انتخاب و ساخته می‌شود. هسته ترانسفورماتور معمولاً از هسته فولادی تشکیل شده است که به وسیله لفظه‌های کوچک آهنربایی یا نیکل‌ربایی به هم پیوسته است. این هسته هدف از آن انتقال انرژی بین لفظه‌ها است.

در پایان، لفظه‌ها به هسته اضافه می‌شوند و قابلیت عملکرد ترانسفورماتور بررسی می‌شود. همچنین، بخش‌های دیگر نظیر ریل‌ها، سیم‌ها و تجهیزات محافظ نیز بررسی و نصب می‌شوند.

با توجه به پیچیدگی ساخت ترانسفورماتورها، این فرآیند معمولاً توسط تخصص‌های برق یا تولیدکنندگان متخصص در این زمینه انجام می‌شود. علاوه بر این، برای تضمین کیفیت و استانداردهای لازم، تمامی ترانسفورماتورها باید توسط دستگاه‌های معتبر تست شوند.

قیمت

قیمت ترانسفورماتورها به عوامل متعددی بستگی دارد و می‌تواند بسیار گسترده باشد. مهمترین عوامل تعیین کننده قیمت ترانسفورماتورها عبارتند از:

1. حجم و قدرت: ترانسفورماتورها به انواع و اقسام مختلفی در صنایع و زیرساخت‌های برقی تولید می‌شوند. حجم و قدرت ترانسفورماتور، میزان مواد خام مورد استفاده، زمان تولید و سطح تخصص مورد نیاز را تعیین می‌کند. از این رو، ترانسفورماتورهای بزرگتر قیمت بالاتری دارند.

2. کیفیت مواد استفاده شده: استفاده از مواد با کیفیت بالا و استانداردهای مربوطه، قیمت ترانسفورماتور را افزایش می‌دهد. به عنوان مثال، استفاده از ترانسفورماتورهایی که برای جلوگیری از اتلاف‌های برقی در ولتاژ بالا ساخته می‌شوند، هزینه بیشتری دارد.

3. تکنولوژی و نوآوری: استفاده از تکنولوژی های پیشرفته و نوآوری در ترانسفورماتورها نیز قیمت آنها را افزایش می‌دهد. تکنولوژی های جدید می‌توانند باعث بهبود کارایی و کاهش اتلاف انرژی در ترانسفورماتورها شوند، اما همچنین هزینه ساخت آنها را بالا می‌برند.

4. بازار و رقابت: عوامل بازاری مانند عرضه و تقاضا، رقابت در بازار و ارزش تجاری ترانسفورماتورها، نقش مهمی در قیمت‌گذاری این محصولات دارند. مقایسه قیمت‌ها و انتخاب بهترین گزینه در بازار قیمت را تعیین می‌کند.