دانلود فایل پایان نامه : دانلود پروژه رشته برق درباره كاربرد ترانسفورمرها – قسمت اول

دانلود پایان نامه

مقدمه

ترانسفورمر يك دستگاه تبديل انرژي الكترومغناطيسي می باشد ، زيرا كه انرژي دريافت شده از مدار اوليه ، آغاز به انرژي مغناطيسي تبديل شده و سپس اين انرژي دوباره به انرژي الكتريكي مفيد در مدارهاي ديگر تبديل مي گردد .

در يك ترانس ، انتقال انرژي الكتريكي از يك مدار به مدارهاي ديگر بدون بهره گیری از قسمتهاي متحركه انجام مي پذيرد و بنابراين ، بالاترين بازدهي ممكنه را در بين ماشينهاي الكتريكي داشته و تقريباً به نگهداري بسيار جزئي نياز دارد .

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

نکته مهم : برای بهره گیری از متن کامل پژوهش یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و پژوهش دانشگاهی در رشته های مختلف می باشد که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

ترانسها وجود سيستمهاي داراي قدرت بالا را امكانپذير مي سازند . براي انتقال عاقلانه صدها مگاوات توان به فاصله هاي دور ، به ولتاژهاي بسيار بالا در پهنه KV200 تا KV1000 احتياج می باشد ، اگر چه تا اين زمان ، ملاحظات عايقي ، ولتاژهاي توليد شده در مولدها را زير 33 كيلووات نگاه داشته می باشد . با اين اندازه ولتاژ ، تلفات خط بسيار بالاست و بهره گیری از آن ولتاژهاي خيلي بالا نيز براي مصارف خانگي و صنعتي خطرناك خواهد بود . يكي از علتهاي اصلي بهره گیری از جريان متناوب براي انتقال انرژي برق ، وجود ترانسفورمر می باشد . با اتصال يك ترانس افزاينده بين مولد و خطوط انتقال مي توان براي تواني معين ، جريان را كم نمود . و زیرا تلفات مسي خطوط انتقال با مجذور جريان خط متناسبند ، واضح می باشد كه ولتاژهاي خيلي بالاي بدست آمده توسط ترانسفورمر ، باعث بالا رفتن بازدهي سيستم قدرت از طريق كاهش جريان خطوط انتقال مي گردد .

ترانسفورمر به عنوان يكي از اجزاي بسيار مهم بسياري از مدارهاي الكتريكي ، از مدارهاي الكترونيكي با سيگنالهاي كوچك گرفته تا سيستمهاي انتقال قدرت با ولتاژ بالا بكار گرفته مي گردد . دانستن تئوري ، رفتار و قابليتهاي ترانس براي فهميدن كار بسياري از سيستمهاي قدرت ، كنترل ، مخابرات و الكترونيك لازم می باشد .

در اين فصل اصول كلي و روشهاي تجزيه و تحليل كه قبلاً مورد بررسي قرار گرفتند را بر روي ترانسفورمر كه يك دستگاه الكترومغناطيسي ساكن می باشد بكار مي بريم . اين ، علتي دو پهلو دارد . اول اينكه ترانس خود يك دستگاه الكترومغناطيسي خيلي مهم می باشد و دوم ينكه ، اقدام ترانسفورمري در ماشينهاي الكترومكانيكي نيز انجام مي پذيرد و فهميدن عملكرد ترانس پيشنيازي براي فهم عملكرد ماشينهاي جريان متناوب می باشد .

كاربردهاي ترانس و انواع اصلي آن

مهمترين كاربردهاي ترانس عبارتند از : (الف) تغيير دادن اندازه ولتاژ و جريان در يك سيستم الكتريكي ، (ب) هم مقاومت كردن منبع و بار براي انتقال توان بيشينه و (ج) جداسازي مدارهاي الكتريكي از يكديگر . اولين اين كاربردها احتمالاً آشناترين آنان در نظر خوانندگان اسن و اين آشنايي معمولاً بوسيله ترانسهاي توزيع سوار شده بر تيرهاي برق كه مثلاً برق 11000 ولت را به برق خانگي 220 ولت تبديل مي نمايند ، مي باشد . دومين كاربرد را مي توان در بسياري از مدارهاي مخابراتي و الكترونيكي يافت . مثلاً براي هم مقاومت كردن بار با خطوط انتقال براي بهبود انتقال قدرت و كاهش امواج ساكن و يا اتصال خروجي ميكروفون به اولين مرحله تقويت كننده الكترونيكي ، از ترانسها بهره گیری مي گردد . سومين كاربرد آن ، حذف اغتشاشهاي الكترومغناطيسي در بسياري از مدارها ، جلوگيري از خروج سيگنالهاي جريان مستقيم ، ايمني بهره گیری كنندگان و محافظت از وسايل و دستگاههاي الكتريكي می باشد .

ترانسفورمرها در مدارهاي با اندازه ولتاژهاي مختلف از ميكروولت بهره گیری شده در بعضي از مدارهاي الكترونيكي تا ولتاژهاي خيلي بالاي بهره گیری شده در سيستمهاي توان امروزي مانند 750 كيلوولت ، بكار گرفته مي شوند . همچنين ، ترانسها در طيف كامل فركانسي مدارهاي الكتريكي از نزديك به صفر هرتز تا چند صد مگا هرتز چه با امواج سينوسي مداوم و چه ضرباني بكار مي طریقه . شكل و اندازه ظاهري ترانسها مختلف می باشد و آنها را در اندازه هاي به كوچكي يك تيله تا به بزرگي يك تريلي مي سازند . انواع اصلي ترانسها عبارتند از :

  1. ترانسهاس قدرت براي انتقال انرژي كه در دو سر ارسال و دريافت خطوط فشار قوي براي افزايش و كاهش ولتاژ به كار مي طریقه . اين ترانسها طوري بكار گرفته مي شوند كه تقريباً هميشه تحت ظرفيت كامل باشند . از اينرو در مواقع بار سبك ، ارتباط اين ترانسها با شبكه قطع مي گردد .
  2. ترانسهاي توزيع كه ولتاژ را به يك سطح مناسب در محل مصرف كننده تغيير مي دهند . ثانويه اين ترانسها مستقيماً به پايانه هاي مصرف كننده متصل می باشد و در طول شبانه روز بار روي آنها به مقدار زيادي تغيير مي كند .
  3. ترانسهاي قدرت كه براي مقاصد ويژه مانند يكسو كننده ها ، واحدهاي جوشكاري و كوره هاي القايي بكار مي طریقه .
  4. ترانسهايي كه براي انتظام ولتاژ در شبكه هاي توزيع بكار گرفته مي شوند .
  5. اتو ترانسها كه براي تبديل انرژي با نسبت انتقال كوچك و همچنين براي راه اندازي موتورهاي القايي از آنها بهره گیری مي گردد .
  6. ترانسهاي اندازه گيري

اجزاي ترانسفورمر

ترانس از دو بخش اصلي تشكيل مي گردد :

  • هسته كه از ورقه هاي نازك فولاد سيليكن دار و بسته به فركانس ، از ضخامت 05/0 تا 35/0 ميليمتر ساخته مي گردد و براي كاهش تلفات هيستريز و جريان گردابي ، ورقه ها را با عايق لاك طبيعي و يا مصنوعي از يكديگر جدا مي سازند . هسته ترانس در حقيقت مدار مغناطيسي اي می باشد كه كمك مي نمايد تا فوران مغناطيسي براحتي از ميان سيم پيچها عبور كند . قسمتهاي عمودي هسته معمولاً شاخه (ستون) و قسمتهاي بالايي و پاييني معمولاً يوغ ناميده مي شوند . ستونها كه بر روي آنها سيم پيچها سوار مي شوند معمولاً داراي سطح مقطع پله اي هستند كه در دايره سيم پيچ محصور مي شوند و تعداد پله ها و قطر دايره با افزايش قدرت ترانس زيادتر مي گردد . سطح مقطع يوغ هسته ، غالباً پنج تا 10 درصد بزرگتر از سطح مقطع ستونها ساخته مي گردد تا جريان بي باري ترانس و تلفات هسته كاهش يابد . ترانسهاي هسته اي معمولاً از ورق هايي به شكل L و نوع صدفي به شكل E تهيه مي شوند .
  • دو يا چند سيم پيچ كه در ترانسهاي معمولي با هم ارتباط مغناطيسي و در اتوترانس با يكديگر ارتباط مغناطيسي و الكتريكي داشته و از يك جسم عادي ( معمولاً مس ) و عايق تشكيل شده اند . سيم پيچي كه از مدار الكتريكي انرژي مي گيرد ، سيم پيچ اوليه و يا ورودي و سيم پيچي كه به بار وصل مي گردد سيم پيچ ثانويه و يا خروجي ناميده مي گردد . سيم پيچ متصل به مدار با ولتاژ زياد به سيم پيچ فشار قوي ( V. ) و سيم پيچي كه به مدار با ولتاژ كم متصل مي گردد به سيم پيچ فشار ضعيف ( L.V. ) موسوم می باشد . ترانسي كه ولتاژ خروجي آن بيش از ورودي اش باشد ترانس افزاينده و آنكه خروجي اش كمتر از ورودي اش باشد ترانس كاهنده ناميده مي گردد . يك ترانس را زماني مي توان افزاينده يا كاهنده ناميد كه دستگاه جهت سرويس دهي در مدار قرار گرفته باشد . بنابراين زماني كه به سيم پيچي هاي يك ترانس معين تصریح مي گردد ، به كار بدن واژه هاي سيم پيچ فشار قوي و فشار ضعيف به جاي سيم پيچ اوليه و ثانويه مناسبتر می باشد .

به گونه كلي ، ساختار الكترومغناطيسي ( هسته و سيم پيچ ) به خاطر مسائل ايمني و حفاظتي درون محفظه اي بنام تانك محبوس می باشد . اگر اين تانك از هوا پر گردد آنرا نوع خشك مي نامند . بيشتر ترانسهاي قدرت در محفظه اي از رئغن قرار دارند . روغن ، از هوا عايق بهتري می باشد و همچنين جريان همرفتي در روغن ، عبور حرارت از سيم پيچها و هسته را آسانتر مي سازد . انتهاي سيم پيچها به صفحه تقسيمي مي آيد كه از آن سيمهاي خروجي به بيرون از محفظه ترانس از ميان مقره ها كه روي سوراخهايي در كنار محفظه و يا روي درپوش تعبيه شده اند آورده مي شوند .

در ترانسهاي هسته اي كه مدار معناطيسي واحد می باشد ، سيم پيچها قسمت قابل ملاحظه اي از هسته فولادي را احاطه مي كنند در حاليكه در نوع صدفي كه مدار مغناطيسي دوگانه می باشد ، هسته فولادي قسمت اعظم سيم پيچي را در بر مي گيرد .

در نوع هسته اي ، نصف سيم پيچ اوليه روي يك ستون و نصف ديگر روي ستون دوم پيچيده مي گردد . سيم پيچ ثانويه را نيز نصف روي يك ستون و نصف روي ستون دوم مي پيچند . اين تقسيم بندي را به مقصود افزايش عايق و كاهش فوران تنشي بين سيم پيچهاي اوليه و ثانويه انجام مي دهند . كاهش فوران تنشي ، كارآيي ترانس را به گونه قابل ملاحظه اي بهبود مي بخشد . در ضمن به مقصود به حداقل رساندن عايق لازم ، سيم پيچ فشار ضعيف نزديكتر به هسته فولادي پيچيده مي گردد .

در نوع صدفي ، سيم پيچهاي فشار قوي و فشار ضعيف روي ستون وسط به صورت ساندويچي ( يك در ميان ) پيچيده مي شوند و كلافهاي بالايي و پاييني فشار ضعيف ، نصف اندازه ساير كلافهاي فشار ضعيف هستند . بنابراين دو نوع سيم پيچي در ترانسها به كار گرفته مي گردد . در ترانس هسته اي كلافهاي متمركز و در ترانس صدفي كلافهاي ساندويچي مورد بهره گیری قرار مي گيرند .

انتخاب ساختار هسته اي و يا صدفي معمولاً بر اساس هزينه به اقدام مي آيد ، زيرا خصوصيات مشابه را مي توان با هر دو نوع به دست آورد . براي يك مقدار داده شده از توان خروجي و مقدار نامي ولتاژ ، ترانس هسته اي ، آهن كمتر ولي مس ( هادي ) بيشتر در مقايسه با ترانس صدفي لازم دارد . براي ترانسهاي فشار قوي و يا چند سيم پيچه ، ساختار نوع صدفي ترجيح داده مي گردد .

این نوشته در برق ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.

پاسخی بگذارید