Transformatörler hakkında bilmeniz gereken temel bilgileri iyice öğrenmelisiniz!

2. Transformatör voltajı nasıl dönüştürür?

Transformatörler elektromanyetik indüksiyon prensibine göre üretilir. Bir demir çekirdek ve bu çekirdeğin etrafına sarılmış iki bobin setinden oluşur. Demir çekirdek ve bobinler birbirlerinden yalıtılmıştır ve aralarında herhangi bir elektriksel bağlantı bulunmaz.

Transformatör ile güç kaynağı tarafını birbirine bağlayan bobine birincil bobin (veya birincil taraf), transformatör ile elektrikli ekipmanı birbirine bağlayan bobine ise ikincil bobin (veya ikincil taraf) denir. Bir transformatörün birincil bobini bir AC güç kaynağına bağlandığında, demir çekirdekte değişen manyetik kuvvet çizgileri oluşur.

İkinci bobin aynı demir çekirdek üzerine sarıldığından, manyetik kuvvet çizgisi ikinci bobini keser ve ikinci bobin üzerinde indüklenmiş bir elektromotor kuvvet oluşarak bobinin her iki ucunda bir gerilim ortaya çıkar. Manyetik alan çizgileri alternatif olduğundan, ikinci bobinin gerilimi de alternatiftir. Ve frekans, şebeke frekansıyla tamamen aynıdır.

Teorik olarak, transformatörün birincil ve ikincil bobinleri arasındaki gerilim oranının, birincil ve ikincil bobinlerin sarım oranlarıyla ilişkili olduğu doğrulanmıştır ve bu ilişki şu formülle ifade edilebilir: birincil bobin gerilimi / ikincil bobin gerilimi = birincil bobin sarım sayısı / ikincil bobin sarım sayısı. Sarım sayısı ne kadar fazla olursa, gerilim de o kadar yüksek olur. Bu nedenle, ikincil bobinin birincil bobinden daha az sarımlı olması durumunda, bunun bir alçaltıcı transformatör olduğu, bunun tersinin ise bir yükseltici transformatör olduğu görülebilir.

3. Ne tür transformatör tasarımları vardır?

(1) Faz sayısına göre tek fazlı ve üç fazlı transformatörler vardır.

(2) Amaca göre, güç transformatörleri, özel güç transformatörleri, gerilim düzenleyici transformatörler, ölçüm transformatörleri (gerilim transformatörleri, akım transformatörleri), küçük güç transformatörleri (düşük güçlü ekipmanlar için) ve emniyet transformatörleri vardır.

(3) Yapıya göre iki tip vardır: çekirdek tipi ve kabuk tipi. Bobinler çift sargılı ve çok sargılı, oto transformatörlere sahiptir.

(4) Soğutma yöntemine göre, yağa daldırılmış ve hava soğutmalı olmak üzere iki tür vardır.

4. Transformatörün bileşenleri nelerdir?

Transformatör bileşenleri esas olarak demir çekirdekler ve bobinlerin yanı sıra yağ tankları, yağ yastıkları, yalıtım kılıfları ve musluk başlıklarından oluşur.

5. Trafo yağının kullanım amacı nedir?

(1) Yalıtım etkisi;

(2) ısı dağılımı;

(3) Yay etkisini ortadan kaldırın.

6. Ototransformatör nedir?

Ototransformatörde yalnızca bir bobin seti bulunur ve sekonder bobin, primer bobinden beslenir. Sekonder bobin, elektromanyetik indüksiyonun iletimine ek olarak elektrik de iletir. Bu transformatörde, sıradan transformatörlere göre daha fazla silikon çelik levha ve bakır tel bulunur. Genellikle voltaj ayarlaması için kullanılır.

7. Voltaj regülatörü nasıl ayarlanır?

Gerilim regülatörünün yapısı ototransformatörün yapısıyla aynıdır, ancak demir çekirdek toroidal bir bobin haline getirilmiş ve toroidal demir çekirdeğin etrafına sarılmıştır.

İkincil bobin bağlantı noktası, düzgün voltaj regülasyonu sağlamak için kontakın bobin yüzeyi boyunca halka şeklinde kaymasını sağlayan kaydırılabilir bir fırça kontağı kullanır.

8. Transformatörün birincil bobini ile ikincil bobini arasındaki mevcut ilişki nedir?

Transformatör yük altında çalışırken, sekonder bobin akımındaki değişim, primer bobin akımında da karşılık gelen bir değişime neden olur. Manyetik potansiyel denge prensibine göre, primer ve sekonder bobinlerin akımı, bobin sarım sayısıyla ters orantılıdır. Daha fazla sarım sayısına sahip tarafta akım daha küçük, daha az sarım sayısına sahip tarafta ise akım daha büyüktür.

Bu durum şu formülle ifade edilebilir: birincil bobin akımı / ikincil bobin akımı = ikincil bobin sarım sayısı / birincil bobin sarım sayısı.

9. Transformatörün gerilim değişim hızı nedir?

Gerilim regülatörünün gerilim değişim hızı, transformatörün başlıca performans göstergelerinden biridir. Transformatör yüke güç sağladığında, transformatörün yük ucundaki gerilim kaçınılmaz olarak düşer. Düşen gerilim değerini nominal gerilim değeriyle karşılaştırın ve yüzdesini alın, yani gerilim değişim hızını bulun.

Gerilim değişim oranı şu formülle ifade edilebilir: [(sekonder nominal gerilim - yük terminal gerilimi) / sekonder nominal gerilim] × 100%. Normal bir güç transformatörü nominal yüke bağlandığında, gerilim değişim oranı %4 ila %6 arasındadır.

10. Transformatörün nominal voltaj çıkışına sahip olduğundan nasıl emin olunur?

Voltajın çok yüksek veya çok düşük olması transformatörün normal çalışmasını ve kullanım ömrünü etkileyeceğinden, voltaj ayarlanmalıdır.

Gerilim düzenleme yöntemi, primer bobinde birkaç kademeyi dışarı çıkarıp kademe başlığına bağlamaktır. Kademe başlığı, kontakları döndürerek bobinin sarım sayısını değiştirir. Kademe değiştiricinin konumu döndürüldüğü sürece, istenen nominal gerilim değeri elde edilebilir. Gerilim düzenlemesinin genellikle transformatöre bağlı yük kesildikten sonra yapılması gerektiği unutulmamalıdır.

11. Yaygın olarak kullanılan küçük transformatörler nelerdir? Nerelerde kullanılırlar?

Küçük transformatörler, çoğunlukla elektrikli ekipman kontrolü, elektronik ekipman ve güvenlik aydınlatması için güç transformatörleri olarak kullanılan, kapasitesi 1 kVA'dan az olan tek fazlı transformatörleri ifade eder.

12. Transformatörün çalışma sırasındaki kayıpları nelerdir? Kayıplar nasıl azaltılabilir?

Transformatör işletimindeki kayıplar iki kısımdan oluşur:

(1) demir çekirdekten kaynaklanır. Bobin enerjilendirildiğinde, alternatif manyetik alan çizgileri nedeniyle demir çekirdekte girdap akımı ve histerezis kayıpları oluşur ve bunlar topluca demir kayıpları olarak adlandırılır.

(2) Bu, bobinin kendi direncinden kaynaklanır. Transformatörün birincil bobininden ve ikincil bobininden akım geçtiğinde güç kaybı meydana gelir ve bu kayba bakır kaybı denir.

Demir kaybı ve bakır kaybının toplamı transformatör kaybını oluşturur ve bu kayıplar transformatör kapasitesi, voltaj ve ekipman kullanım oranıyla ilişkilidir. Bu nedenle, transformatör seçilirken, ekipmanın kullanım oranını artırmak için ekipmanın kapasitesinin gerçek kullanımla mümkün olduğunca uyumlu olması ve transformatörün düşük yük altında çalıştırılmamasına dikkat edilmesi gerekir.

13. Transformatörün isim levhası nedir? İsim levhasında yer alan başlıca teknik veriler nelerdir?

Transformatörün isim plakası, transformatörün performansını, teknik özelliklerini ve uygulama alanlarını belirtir ve kullanıcının seçimini karşılamak için kullanılır. Genellikle dikkat edilmesi gereken başlıca teknik veriler şunlardır:

(1) KVA nominal kapasite. Yani, transformatörün nominal durumdaki çıkış kapasitesi. Örneğin, tek fazlı transformatörün nominal kapasitesi = U hattı × I hattı; üç fazlı transformatörün kapasitesi = U hattı × I hattı.

(2) Nominal gerilim volt cinsinden. Birincil bobinin terminal gerilimi ve ikincil bobinin terminal gerilimi (yüke bağlı olmadığında) sırasıyla işaretlenmiştir. Üç fazlı transformatörün terminal geriliminin hat gerilimi U hat değerine karşılık geldiğini unutmayın.

(3) Nominal akım amperajı. Nominal kapasite ve izin verilen sıcaklık artışı koşulları altında uzun süre birincil bobin ve ikincil bobinden geçmesine izin verilen hat akımı I hat değerini ifade eder.

(4) Gerilim oranı. Birincil bobinin nominal geriliminin ikincil bobinin nominal gerilimine oranını ifade eder.

(5) Kablolama yöntemi. Tek fazlı transformatörlerde yalnızca bir set yüksek ve düşük voltaj bobini bulunur ve bunlar sadece tek fazlı kullanım için uygundur; üç fazlı transformatörlerde ise Y/△ tipi bulunur. Yukarıdaki teknik verilere ek olarak, transformatörün nominal frekansı, faz sayısı, sıcaklık artışı, transformatörün empedans yüzdesi vb. de mevcuttur.

14. Transformatör nasıl seçilir? Transformatörün makul kapasitesi nasıl belirlenir?

Öncelikle, elektriğin kullanılacağı yerin şebeke voltajı, kullanıcının gerçek elektrik yükü ve yerin koşulları araştırılmalı ve ardından transformatörün isim plakasında belirtilen teknik verilere göre tek tek seçim yapılmalıdır. Genellikle transformatörün kapasitesi, voltajı, akımı ve çevresel koşulları kapsamlı bir şekilde değerlendirilmelidir. Bunlar arasında kapasite öncelikli olarak seçilmelidir. Gerekli yükü belirlemek için transformatör kapasitesi, kullanıcının elektrikli ekipmanının kapasitesine, niteliğine ve kullanım süresine göre seçilmelidir.

Normal çalışma sırasında, transformatörün güç yükü, transformatörün nominal kapasitesinin yaklaşık %75-90'ı kadar olmalıdır. Çalışma sırasında, transformatörün gerçek yükünün %50'den az olduğu ölçülürse, küçük kapasiteli transformatör değiştirilmelidir. Transformatörün nominal kapasitesi, gerçek kapasitesinden daha büyükse, büyük kapasiteli transformatör derhal değiştirilmelidir.

Aynı zamanda, transformatör seçilirken, transformatörün birincil bobininin voltaj değeri şebeke güç kaynağına göre, ikincil bobinin voltaj değeri ise elektrikli ekipmana göre belirlenir. En iyisi düşük voltajlı üç fazlı dört telli bir güç kaynağı seçmektir. Bu, aynı anda hem güç hem de aydınlatma gücü sağlayabilir.

Akım seçiminde, motorun çalışmaya başladığı anda yükün motorun gereksinimlerini karşılayabildiğine dikkat edilmelidir (çünkü motorun başlangıç ​​akımı, çalışma sırasındaki akımdan 4 ila 7 kat daha büyüktür).

15. Transformatör neden aşırı yüklenemez?

Aşırı yük çalışması, transformatörün isim plakasında belirtilen akım değerini aşan şekilde çalıştırılması anlamına gelir.

Aşırı yüklenme, normal aşırı yüklenme ve kaza sonucu aşırı yüklenme olmak üzere ikiye ayrılır. Birincisi, normal güç kaynağı koşullarında kullanıcının güç tüketimindeki artışı ifade eder. Bu durum genellikle transformatörün sıcaklığını artırır, transformatör izolasyonunun yaşlanmasını hızlandırır ve kullanım ömrünü kısaltır. Bu nedenle, transformatörün aşırı yüklenme durumunda çalıştırılmasına izin verilmez.

Özel durumlarda, transformatörün kısa süreli aşırı yük çalışması, nominal yükün %30'unu (kış aylarında) ve %15'ini (yaz aylarında) aşmamalıdır.

16. Transformatör çalışma sırasında ne tür testlere tabi tutulmalıdır?

Transformatörün normal çalışmasını sağlamak için aşağıdaki testler sık ​​sık yapılmalıdır:

(1) Sıcaklık testi. Transformatörün çalışma durumunun normal olup olmaması açısından sıcaklık çok önemlidir. Yönetmelikler, üst yağ sıcaklığının 85°C'yi (yani sıcaklık artışının 55°C) aşmaması gerektiğini şart koşmaktadır. Genellikle transformatörler özel sıcaklık ölçüm cihazlarıyla donatılmıştır.

(2) Yük ölçümü. Transformatörün kullanım oranını iyileştirmek ve elektrik enerjisi kaybını azaltmak için, transformatörün çalışması sırasında, transformatörün gerçekten taşıyabileceği güç kaynağı kapasitesi belirlenmelidir. Ölçüm çalışmaları genellikle her mevsimde elektrik tüketiminin en yüksek olduğu dönemde yapılır ve doğrudan ölçüm için kelepçeli ampermetre kullanılır. Akım değeri, transformatörün nominal akımının %70 ila %80'i arasında olmalıdır. Bu değer aşıldığında aşırı yüklenme anlamına gelir ve derhal ayarlanmalıdır.

(3) Gerilim ölçümü. Yönetmelikler, gerilim değişim aralığının nominal gerilimin ±%5'i içinde olmasını gerektirir. Bu aralık aşılırsa, gerilimi belirtilen aralığa getirmek için kademeler kullanılmalıdır. Genellikle, ikincil bobinin terminal gerilimini ve son kullanıcının terminal gerilimini ölçmek için sırasıyla bir voltmetre kullanılır.

(4) Yalıtım direncinin ölçülmesi. Transformatörün normal çalışma durumunda kalması için, yalıtım yaşlanmasını ve kazaları önlemek amacıyla yalıtım direncinin ölçülmesi gerekmektedir. Ölçüm yapılırken, transformatörün çalışması durdurulmaya çalışılmalı ve titreşim cihazı kullanılarak transformatörün yalıtım direnci değeri ölçülmelidir. Ölçülen direncin, daha önce ölçülen değerin %70'inden düşük olmaması gerekmektedir. Titreşim cihazı seçildiğinde, düşük voltaj bobini için 500 voltluk bir voltaj seviyesi kullanılabilir.