ساختمان ترانسفورماتور

ترانسفورماتورها را با توجه به كاربرد و خصوصیات آنها، می توان به سه دسته كوچك متوسط و بزرگ دسته بندی كرد. ساختن ترانسفورماتورهای بزرگ و متوسط به دلیل مسایل حفاظتی و عایق بندی و امكانات موجود ، كار ساده ای نیست ولی ترانسفورماتورهای كوچك را می توان بررسی و یا ساخت. برای ساختن ترانسفورماتورهای كوچك ، اجزای آن مانند ورقه آهن ، سیم و قرقره را به سادگی می توان تهیه نمود.
● اجزای تشكیل دهنده یك ترانسفورماتور به شرح زیر است؛
▪ هسته ترانسفورماتور:
▪ هسته ترانسفورماتور متشكل از ورقه های نازك است كه سطح آنها با توجه به قدرت ترانسفورماتور ها محاسبه می شود. برای كم كردن تلفات آهنی هسته ترانسفورماتور را نمی توان به طور یكپارچه ساخت. بلكه معمولا آنها را از ورقه های نازك فلزی كه نسبت به یكدیگر عایق‌اند، می سازند.
این ورقه ها از آهن بدون پسماند با آلیاژی از سیلیسیم (حداكثر ۴.۵ درصد) كه دارای قابلیت هدایت الكتریكی کم و قابلیت هدایت مغناطیسی زیاد است ساخته می شوند. در اثر زیاد شدن مقدار سیلیسیم ، ورقه‌های دینام شكننده می شود. برای عایق كردن ورقهای ترانسفورماتور ، قبلا از یك كاغذ نازك مخصوص كه در یك سمت این ورقه چسبانده می شود، استفاده می كردند اما امروزه بدین منظور در هنگام ساختن و نورد این ورقه ها یك لایه نازك اكسید فسفات یا سیلیكات به ضخامت ۲ تا ۲۰ میكرون به عنوان عایق در روی آنها می مالند و با آنها روی ورقه ها را می پوشانند. علاوه بر این ، از لاك مخصوص نیز برای عایق كردن یك طرف ورقه ها استفاده می شود ورقه های ترانسفورماتور دارای یك لایه عایق هستند.
بنابراین ، در مواقع محاسبه سطح مقطع هسته باید سطح آهن خالص را منظور كرد. ورقه‌های ترانسفورماتورها را به ضخامت های ۰.۳۵ و ۰.۵ میلیمتر و در اندازه های استاندارد می سازند. باید دقت كرد كه سطح عایق شده ی ورقه های ترانسفورماتور همگی در یك جهت باشند (مثلا همه به طرف بالا) علاوه بر این تا حد امكان نباید در داخل قرقره فضای خالی باقی بماند. لازم به ذكر است ورقه ها با فشار داخل قرقره جای بگیرند تا از ارتعاش و صدا كردن آنها نیز جلوگیری شود.
▪ سیم پیچ ترانسفورماتور :
معمولا برای سیم پیچ اولیه و ثانویه ترانسفورماتور از هادی های مسی با عایق (روپوش) لاكی استفاده می‌كنند. اینها با سطح مقطع گرد و اندازه‌های استاندارد وجود دارند و با قطر مشخص می‌شوند. در ترانسفورماتورهای پرقدرت از هادیهای مسی كه به صورت تسمه هستند استفاده می‌شوند و ابعاد این گونه هادیها نیز استاندارد است.
توزیع سیم پیچی ترانسفورماتور به این ترتیب است كه سر سیم پیچ‌ها را به وسیله روكش عایقها از سوراخهای قرقره خارج كرده، تا بدین ترتیب سیم ها قطع (خصوصا در سیمهای نازك و لایه‌های اول) یا زخمی نشوند. علاوه بر این بهتر است رنگ روكش‌ها نیز متفاوت باشد تا در ترانسفورماتورهای دارای چندین سیم پیچ ، به راحتی بتوان سر هر سیم پیچ را مشخص كرد. بعد از اتمام سیم پیچی یا تعمیر سیم پیچهای ترانسفورماتور باید آنها را با ولتاژهای نامی خودشان برای كنترل و كسب اطمینان از سالم بودن عایق بدنه و سیم پیچ اولیه ، بدنه و سیم پیچ ثانویه و سیم پیچ اولیه آزمایش كرد.
▪ قرقره ترانسفورماتور:
برای حفاظت و نگهداری از سیم پیچ‌های ترانسفورماتور خصوصاً در ترانسفورماتورهای كوچك باید از قرقره استفاده نمود. جنس قرقره باید از مواد عایق باشد قرقره معمولا از كاغذ عایق سخت ، فیبرهای استخوانی یا مواد ترموپلاستیك ساخته می شود . قرقره هایی كه از جنس ترموپلاستیك هستند معمولا یك تكه ساخته می شوند ولی برای ساختن قرقره های دیگر آنها را در چند قطعه ساخته و سپس بر روی همدیگر سوار می شود . بر روی دیواره های قرقره باید سوراخ یا شكافی ایجاد كرد تا سر سیم پیچ از آنها خارج شوند.
اندازه قرقره باید با اندازه ی ورقه‌های ترانسفورماتور متناسب باشد و سیم پیچ نیز طوری بر روی آن پیچیده شود. كه از لبه های قرقره مقداری پایین تر قرار گیرد تا هنگام جا زدن ورقه‌های ترانسفورماتور ، لایه ی رویی سیم پیچ صدمه نبیند. اندازه قرقره های ترانسفورماتورها نیز استاندارد شده است اما در تمام موارد ، با توجه به نیاز ، قرقره مناسب را می توان طراحی كرد.

منبع : برق و قدرت