به طور کلی ترانسفورماتور از سه قسمت تشکیل شده است.
1- هسته آهنی
با توجه به مقدار توان انتقالی، فرکانس و ولتاژ مورد استفاده، هسته ها در انوع مختلفی از نظر جنس، شکل و ابعاد ساخته می شوند. به عنوان مثال در فرکانس برق شهر از هسته های آهنی استفاده و در فرکانس های چند ده کیلو هرتز از هسته هایی از جنس فریت استفاده می گردد. هرچه ابعاد هسته بزرگتر باشد، ترانسفورماتور قابلیت انتقال توان الکتریکی بیشتری را دارا است. به همین دلیل است که ترانسفورماتور استفاده شده در یک شارژر موبایل ابعاد بسیار کوچک و در شبکه تنقال قدرت ابعاد بسیار غول پیکری دارد. البته ابعاد یک ترانسفورماتور به فرکانس کاری آن نیز بستگی دارد.
هسته های از جنس ورقه آهن معمولا به شکل EI,UI و EE موجود هستند. هسته های پورد فلزات به شکل ترویید (حلقوی) یافت می شوند. هسته های فریت اشکال متنوع تری دارند که شامل UU , EE , EFD , ETD , RM و پلانار و ….. می شوند.
2- سیم پیچ
سیم پیچی ترانسفورماتورها در ساده ترین حالت به دو دسته تقسیم می شوند. به سیم پیچی که به ولتاژ ورودی متصل می شود اصطلاحا سیم پیچ اولیه و به سیم پیچی که از آن ولتاژ مورد نظر پس از عمل تبدیل ترانسفورماتور به دست می آید سیم پیچ ثانویه گفته می شود.
سیم پیچ ها بسته به نوع کاربرد ترانسفورماتور با توپولوژی های مختلفی بر روی هسته پیچیده می شوند. به عنوان مثال سیم پیچ ها می توانند بر روی ساق های جداگانه پیچیده شوند یا بر روی همدیگر و بر روی یک ساق باشند. سیم استفاده شده برای سیم پیچ از سیم های لاکی با ضخامت بسیار کم گرفته تا کابل های ضخیم ولتاژ بالا می تواند باشد.
3- قرقره (بوبین) ترانسفورماتور
قرقره ترانس یا همان بوبین ترانس یکی از لوازم ساخت ترانسفورماتور است. قرقره ترانس یک سازه از جنس پلاستیک، چوپ ، کائوچو یا هر ماده دیگری که بر اثر سیم پیچی تغییر شکل ندهد می تواند باشد.سیم پیچ بر روی بوبین پیچیده می شود و سپس هسته در داخل بوبین جاساز می شود.
اغلب هسته ها همراه با بوبین در بازار موجود هستند مانند هسته های ورق آهن ، هسته های فریت ، EE , ER , ETD و… . برخی از هسته های کوچک تر که قابلیت قرارگیری بر روی برد الکتریکی را دارند، دارای پین هایی در پایین خود هستند که اتصال آن ها به برد الکتریکی را آسان می کند.
بوبین هسته های بزرگتر از آن جهت که استحکام لازم برای قرارگیری بر روی برد الکتریکی را ندارند بدون پین هستند. بوبین هسته های ورق آهن عموما از این دست هستند. البته در توان های پایین ترانس های روبردی با بوبین پین دار موجود است. برای این بوبین ها باید سازه ای مکانیکی برای نصب در کیس مبدل طراحی گردد.
برخی هسته ها مانند هسته های U شکل به دلیل تنوع آرایش سیم پیچی برای آن ها، بدون بوبین در بازار عرضه می گردند. متناسب با کاربرد این هسته ها باید بوبین مناسب طراحی و ساخته شود. باید در نظر داشت که طراحی انجام شده از طرفی موقع جایگذاری هسته به مشکل بر نخورد و از طرفی پنجره هسته را برای قرارگیری سیم پیچ محدود نکند. همچنین استحکام کافی برای پیچیدن سیم پیچ را داشته باشد.
هسته هایی مانند تروییدها که امکان باز کردن هسته و قرار دادن بوبین در آن ها وجود ندارد فاقد بوبین هستند و نمی توان برای آن ها بوبین طراحی کرد و سیم پیچ مستقیما بر روی هسته پیچیده می شود.
در بسیاری از ترانسفورماتورهای خاص مانند ترانسفورماتورهای ولتاژ بالا از آن جایی که عایق بین تمام نقاط هسته و سیم پیچ ها باید رعایت شود، طراحی بوبین از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. تمامی فواصل باید به صورت دقیق با توجه به جنس عایق و ولتاژ شکست آن باید محاسبه و طراحی گردد.
Leave A Comment