ترانس چیست؟

ترانس یا ترانسفورماتور، یک دستگاه الکتریکی است که برای تبدیل جریان متناوب از یک ولتاژ به ولتاژ دیگر طراحی شده است. این دستگاه می تواند برای ولتاژ های فزآینده یا کاهنده استفاده شود و بر اساس اصل قانون القای الکترومغناطیسی کار می‌کند. ترانس هیچ قطعه متحرکی ندارد و یک دستگاه کاملاً ثابت است که قادر می باشد تحت شرایط عملیاتی، بدون دردسر و برای مدت طولانی کار کند.

تاریخچه ترانس

اولین ترانسفورماتور ،در سال ۱۸۸۵ طبق اختراع به ثبت رسیده پرنوسکی ودری بلاتی در کارخانه گانس وکو ساخته شد . اسم ترانسفورماتور نیز اولین بار توسط همین مخترعین به آن داده شد . تقریباً ۵ سال بعد با بوجود آمدن جریان متناوب سه فاز، ترانسفورماتور سه فاز توسط دولیوو- دوبروولسکی اختراع شد که از سه ترانس تک فاز تشکیل شده بود . در حدود یک سال بعد ترانسفوماتور سه ستونی که ستون های آن در یک سطح قرار داشت ،طرح ریزی وتوسط کارخانه A.i.g ساخته شد .

طرز کار ترانس

این دستگاه، در شکل ساده اش، متشکل از دو سیم پیچ یا بیشتر تشکیل شده است؛ این آرایش، شامل سیم های عایق دار است که بر روی یک هسته ی فلزی قرار دارند. زمانی که ولتاژ به یک سیم پیچ که آن را سیم پیچ اولیه می نامیم، وارد می‌شود، در هسته آهنی، خاصیت مغناطیسی ایجاد می کند؛ سپس یک ولتاژ در سیم پیچ دیگر ایجاد می شود که آن را سیم پیچ ثانویه یا خروجی می نامیم. تغییر ولتاژ (یا نسبت ولتاژ) بین سیم پیچ اولیه و ثانویه، به نسبت چرخش بین دو سیم پیچ بستگی دارد.

انواع مختلف ترانسفرماتور

ترانسفورماتورهای جدا کننده

ترانسفورماتورهای عایق

ترانسفورماتورهای کنترل

ترانسفورماتورهای منبع تغذیه

اتو ترانسفورماتورها

ترانسفورماتورهای جرقه‌ زن

z

اجزاء ترانس

بدنه ترانسفورماتور که شامل درب، سینی و شاسی می شود.

سیم پیچ های اولیه و ثانویه

هسته ی ترانس

پلیت یا صفحه پلیت

پلاک راهنما یا اتیکت مشخصات

چراغ سیگنال

فیوز فشار ضعیف

سیم لاکی

مقاومت ها

دیود، خازن، ترانزیستور، آی سی (مدار مجتمع)

رله

کیت الکترونیکی فشارضعیف

پتانسیومتر

روغن

سیستم تهویه هوای داخل

برق گیر

کاربرد ترانس

ترانسفورماتور در شبکه قدرت

امروزه در بسیاری از صنایع مربوط به برق از ترانسفورماتور استفاده می شود. مهم ترین کاربرد ترانسفورماتور در شبکه برق است که وظیفه افزایش ولتاژ در سمت تولیدکننده و کاهش ولتاژ در سمت مصرف کننده است. این افزایش و کاهش ولتاژ، باعث کاهش تلفات انتقال انرژی الکتریکی از تولیدکننده به مصرف کننده می شود. در این کاربرد از ترانسفورماتورهای نوع سه فاز استفاده می شود. در تمامی دستگاه های مصرف کننده انرژی الکتریکی که در آن ها نیاز به کاهش یا افزایش ولتاژ است، از ترانسفورماتور استفاده می شود. برای اندازه گیری ولتاژ و جریان شبکه برق در پست های الکتریکی از ترانسفورماتورهایی به ترتیب به صورت موازی و سری در مدار استفاده می گردد. در کاربردهای حفاظتی نیز ترانسفورماتور جهت ایزولاسیون الکتریکی در تجهیزات الکتریکی نیز از ترانسفورماتورهای ایزولاسیون کاربرد دارد. کاربرد ترانسفورماتور به شبکه قدرت محدود نمی شود.

ترانسفورماتور در صنعت

انرژی الکتریکی پس از تولید در نیروگاه و انتقال به مصرف کننده، به شکل‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. دستگاه‌های مصرف کننده انرژی الکتریکی به نحوی طراحی شده‌اند که از برق تولیدی شبکه قدرت به همان شکل و همان سطح ولتاژ استفاده کنند. اما در برخی از کاربردها نیاز است تا سطح ولتاژ شبکه تغییر کند و بعد از آن مورد استفاده قرار بگیرد. به عنوان مثال یک ترانسفورماتور معمولی جوشکاری را درنظر بگیرید که برای ایجاد جریان بالا در خروجی، سطح ولتاژ را کاهش می‌دهد یا یک منبع تغذیه آزمایشگاهی یا صنعتی همین عمل را در سطح ولتاژ دلخواه انجام می‌دهد. در برخی موارد نیز هدف فقط ایزولاسیون الکتریکی به منظور مسائل حفاظتی است که از تزانسفورماتور یک به یک استفاده می کند.

ترانسفورماتور در الکترونیک قدرت

تمامی کاربردهایی که در بالا عنوان شد کاربردهایی هستند که در آن ها از ترانسفورماتورهایی که در فرکانس برق شهر کار می کنند، استفاده می شود ولی با پیشرفت علم الکترونیک قدرت، استفاده از ترانسفورماتورهای فرکانس بالا نیز رایج شده است. در تمامی مبدل های الکترونیک قدرت که ولتاژ خروجی آن ها ایزوله است از ترانسفورماتور استفاده شده است. در این مبدل ها ابتدا برق AC شهر DC می شود و سپس با سوئیچینگ در فرکانس بالا، برق AC با فرکانس بالا تولید می گردد و سپس از یک ترانسفورماتور فرکانس بالا برای کاهش یا افزایش ولتاژ و همچنین ایجاد ایزولاسیون استفاده می گردد. ترانسفورماتور فرکانس بالا از نظر ابعادی بسیار کوچکتر از ترانسفورماتور با فرکانس برق شهر است و جنس هسته آن نیز به جای آهن از فریت است. در عمده مدارات الکترونیک قدرت می توان ترانسفورماتورهایی با ابعاد و توان های مختلف پیدا کرد.