اتو ترانسفورماتور در تابلو برق چیست؟ کاربرد آن
اتوترانسفورماتور که معمولا به آن اتوفورمر یا «اتوترانس» هم می گویند نمونه ای از ترانسفورمر الکتریکی به شمار می رود که تنها دارای یک سیم پیچ است. سیم پیچ اتوترانسفورماتور حداقل سه نقطه جهت اتصال الکتریکی دارد که تپ نامیده می شود. ولتاژ ورودی و بار الکتریکی به دو تپ اتصال داده می شود و یک تپ که در انتهای سیم‌پیچ قرار دارد مشترک می باشد. هر تپ می‌تواند با منابع ولتاژی و بار الکتریکی متفاوتی ارتباط داشته باشد. سیم پیچ موجود در اتوترانسفورماتور در واقع می تواند عمل سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه موجود در ترانسفورمر را انجام دهد.
اتوترانس چیست ؟
ترانسفورماتورها دستگاه های الکترومغناطیسی محسوب می شوند که با القای متقابل، انرژی الکتریکی را از یک مدار به مدار دیگر انتقال می دهند .مثلا در یک ترانسفورماتور تک فاز دو سیم پیچ وجود دارد:
- یک سیم پیچ اولیه
- یک سیم پیچ ثانویه
سیم پیچ اولیه برق را از هر منبع الکتریکی مانند یک ژنراتور AC دریافت می کند.میدان مغناطیسی تولید شده توسط سیم پیچ اولیه موجب ایجاد ولتاژ در سیم پیچ ثانویه می شود.این سیم پیچ ثانویه به بار اتصال می یابد و بر این اساس تأمین می گردد؛ ولی ترانسفورماتوری که در آن فقط یک سیم پیچ وجود دارد که هم برای اولیه و هم برای ثانویه مشترک است Autotransformer نام دارد.یک ترانسفورماتور معمولی از دو سیم پیچ برخوردار می باشد که از نظر فیزیکی از هم جدا شده اند؛ اما به شکل مغناطیسی به هم پیوسته شده است، اما ترانس کوربالانس CBCT از یک سیم پیچ در یک هسته آهن برخوردار می باشد.
یکی از پایانه های سیم پیچ هم در ورودی و هم در خروجی مشترک است و پایانه خروجی دیگر متحرک است تا بتواند با هر پیچ سیم پیچ تماس برقرار کند.اصطلاح اتو و یا خودکار در این جا به این معنی است که تغییرات ورودی ولتاژ به طور خودکار بهبود می یابد یامی تواند با استفاده از سیم پیچ تک کاهش یابد.اتوترانس ها در مواردی استفاده می شوند که نیازی به عایق الکتریکی بین سیم پیچ ورودی و خروجی نباشد.
هم چنین می توان از یک ترانسفورماتور خودکار برای معکوس کردن ولتاژ تغذیه به سمت بالا یا پایین با معکوس کردن اتصالات استفاده کرد.این موارد برای اتوماسیون صنعتی و کاربردهای دریایی بسیار کاربردی می باشد.
انواع ترانسفورماتور
۱- انواع ترانسفورماتور از نظر نوع سیم پیچی
نوع اول: سیم پیچی روی یک هسته، اما سیم پیچ اولیه و ثانویه جداگانه در دو طرف هسته باشند.
نوع دوم: سیم پیچی ها روی یک هسته، اما سیم پیچ اولیه و ثانویه با هم و یک سیم پیچ هستند.(اتو ترانس)
دو ترانسفوماتور ویژه و یا اتصال ترانسفوماتوری وجود دارد که غالباً برای استفاده در موتورها مورد استفاده قرار می گیرد. عبارتند از:
۱) اتوترانسفوماتور
۲) اتصال اسکات یا T
اتو ترانسفورماتوردر تابلو برق :
اتو ترانسفورماتور به ترانسفورماتوری می گویند که تنها دارای یک سیم پیچ می باشد.این سیم پیچ از دو سر ورودی و خروجی و یک سر در میان برخوردار است.به گونه ای که می توان گفت سیم پیچ کوتاه تر (که در ترانس کاهنده سیم پیچ ثانویه محسوب می شود) قسمتی از سیم پیچ بلندتر می باشد.
در این گونه ترانسفورماتورها تا زمانی که نسبت ولتاژ – دور در دو سیم پیچ برابر باشد، ولتاژ خروجی از نسبت سیم پیچ تعداد دور سیم پیچ ها به ولتاژ ورودی به دست می آید. با قراردادن یک تیغه لغزان به جای سر وسط ترانس cbct و نقش آن تابلوهای برق ، می توان نسبت سیم پیچ های اولیه و ثانویه را تا حدودی تغییر داد و به این ترتیب ولتاژ پایانه خروجی ترانسفورماتور را تغییر داد. مزیت استفاده از اتو ترانسفورماتور در تابلو برق کم هزینه تر بودن آن است چرا که به جای استفاده از دو سیم پیچ تنها از یک سیم پیچ در آن ها استفاده می شود.
مزایای اتو ترانسفورماتور :
1-به دلیل کم بودن تعداد دور ، مس کمتری در آن استفاده شده در نتیجه ارزان و کوچک تر خواهد بود. راندمان بیشتری داردو ولتاژمتغیر می دهد.تلفات آن کم می باشد.
معایب اتو ترانسفورماتور:
1-ایزوله نبودن سیم پیچ اولیه از ثانویه
2-به دلیل اتصال الکتریکی اولیه و ثانویه بروز عیب در هر طرف ، طرف دیگر را نیز به خطر خواهد انداخت.
3-به علت عدم جدایی اولیه از ثانویه از آن برای تبدیل ولتاژهای زیاد کاربرد ندارد.
سیم پیچ ها اتوترانسفورماتورها
اتوترانسفورماتورها تنها دارای یک سیم پیچ می باشد که نه تنها نقش سیم پیچ اولیه بلکه نقش سیم پیچ ثانویه را نیز به عهده دارد. این در حالی است که در ترانسفورماتورها به طور معمول دو سیم پیچ وجود دارد که هر یک می توانند مربوط به طرف اولیه و ثانویه در ترانسفورماتور ایران ترانسفو باشد. مدار الکتریکی موجود در یک اتوترانسفورماتور به شکل زیر می باشد. در واقع دو سیم پیچ AB دارای تعداد مشخصی (N1) دور سیم می باشند که به عنوان سیم پیچ اولیه به حساب می آید. این سیم پیچ ها از نقطه C جدا شده و در واقع فاصله BC به عنوان سیم پیچ ثانویه در نظر گرفته می شود.
کاربردهای اتوترانسفورمر در جریان پرفشار سه‌فاز
یک اتوترانسفورماتور محدودیت‌های خاصی برای جلوگیری از جریان‌های هم سو دارد. اتوترانسفورماتورهای سه‌فاز بزرگ ممکن است سیم پیچ‌های دفن شده زیر خاک داشته باشند که اتصالی به بیرون مخزن ندارند، این سیم پیچ‌ها به جهت جذب جریان‌های هم سو، زیر خاک دفن می گردد. نوع خاصی از اتوترانسفورماتور که زیگ‌زاگ نامیده می شود برای زمین‌کردن بر روی سیستم سه‌فاز کاربرد دارد که هیچ نوع اتصالی به زمین ندارد. یک ترانسفورمر زیگ‌زاگ مسیری را برای عبور جریانی که در سه فاز مشترک است، فراهم می‌کند که به این نوع جریان، جریان مؤلفهٔ صفر می گویند.
همچون ترانسفورماتورهای چندسیم پیچه، در اتوترانسفورماتورها نیز از خاصیت میدان مغناطیسی متغیر با زمان برای تبدیل ولتاژ کاربرد دارد و لذا اتوترانسفورماتورها در جریان‌های مستقیم کاربردی ندارند.
عملکرد اتوترانسفورماتور
بازده ی اتوترانسفورماتور در برق تک فاز، معادل ۴۰ الی ۱۱۵ درصد ولتاژ ورودی می باشد . نسبت ولتاژهای ثانویه به اولیه برابر است با نسبت تعداد دورهای سیم‌پیچی که ولتاژ به آن وصل می گردد. برای مثال، وصل شدن به مرکز و پایین سیم‌پیچ اتوترانسفورماتور، ولتاژ را نصف می کند، یعنی ۵۰ درصد. با توجه به شرایطی که اتوترانسفورماتور قرار است در آن کار کند، آن قسمت از سیم پیچ که تنها در ولتاژ زیاد (جریان کم) استفاده می شود. ممکن است با سیم‌های کم ضخامت‌تر ساخته شده باشد، با این وجود کل سیم پیچ مستقیما به هم اتصال الکتریکی دارد.
ترانسفورماتور از نظر کاربرد
ترانس قدرت
اساسا از این ترانس برای کاهش یا افزایش ولتاژ در نیروگاه‌ها در جهت انتقال کارآمد برق استفاده می‌شود. ولتاژ عملیاتی این ترانس‌ها زیاد است و بازدهی ۱۰۰٪ دارند.
ترانس توزیع
اصولا برای توزیع برق تجاری و خانگی کاربرد دارند و به نسبت ترانس‌های قدرت اندازه کوچک‌تر و نصب آسان‌تری دارند.
ترانس ایزولاسیون
در حقیقت عمده کاربرد این ترانس برای جلوگیری از برق گرفتگی است که یک سر آن به زمین وصل شده است.
ترانس ابزار دقیق
برای ولتاژها و جریان‌های بالا کاربرد دارد و آن‌ها را کاهش می‌دهد تا به رنج ایمنی برسند. البته دسته‌بندی ترانس‌ها محدود به موارد ذکر شده نیست بلکه از نظر عایق و سیم‌پیچ هم دسته‌بندی می‌شوند و برای کاربردهای خاص کاربرد دارد . دو نوع ترانسفورماتور ابزار دقیق در دسترس می باشد، ترانسفورماتور جریان و ترانسفورماتور ولتاژ:
ترانسفورماتور جریان
ترانسفورماتور جریان یا CT برای اندازه‌گیری جریان‌های بسیار بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد.
سخن پایانی
همانطور که می دانید ترانسفورماتور یک دستگاه مهم و کاربردی در صنعت برق و الکترونیک به شمار می رود که جهت کاهش جریان در خطوط انتقال الکتریکی کاربردی است. این دستگاه در ابتدای خطوط استفاده شده و باعث می شود که هادی‌های الکتریکی که از مقاومت الکتریکی برخوردار می باشند دچار اتلاف انرژی نشوند. میزان تلفاتی که در یک هادی با مجذور جریان عبوری از هادی مستقیم ارتباط دارد و لذا کاهش جریان می تواند موجب کاهش میزان تلفات و هدررفت انرژی شود.
از طرفی افزایش ولتاژ در این خط ها موجب کاهش جریان خطوط می شود. بنابراین هزینه های انتقال انرژی کاهش‌یافته و در واقع این دستگاه یکی از مهم‌ترین سیستم‌ها برای کاهش هدررفت انرژی الکتریکی در مسیرهای انتقال شهری و روستایی است. شما می توانید برای کسب اطلاعات بیشتر به وب سایت آژند برق مراجعه نمایید.
