تعریف ترانسفورماتور:
ترانسفورماتوردستگاهی است که می تواند از طریق عمل یک میدان مغناطیسی، انرژی الکتریکیac را ازسطحی به سطح دیگرتبدیل کند. این دستگاه از دو یا چند هسته فردمانیتیک سیم پیچی شده، تشکیل یافته است. این سیم پیچیها، معمولا مستقیما بهم متصل نیستند. تنها ارتباط بین آنها، همان شارمغناطیسی موجود درهسته می باشد.یکی از این سیم پیچیهای ترانس به یک منبع نیروی الکتریکی ac وصل بوده و دومین سیم پیچ، نیروی الکتریکی لازم را برای بار فراهم می کند.سیم پیچ متصل به منبع الکتریکی راسیم پیچ اولیه یاسیم پیچ ورودی (winding input ) وسیم پیچ متصل به بار الکتریکی را سیم پیچ ثانویه یا سیم پیچ خروجی(output winding ) می نامند. اگر سیم پیچ سومی نیزدرترانسفورماتور وجودداشته باشد به آن سیم پیچ ثالث می گویند .
چراترانسفورماتورهادرزندگی مدرن اهمیت دارند:
اولین سیستم توزیع نیرو درایالات متحده، ۱۲۰ ولتdc بود که توسط توماس ادیسون برای روشن کردن لامپ های نئون اختراع شد. اولین نیروگاه برق مرکزی ادیسون درسال ۱۸۸۲درنیویورک،شروع به کارکرد. متاسفانه، سیستم نیروگاه ادیسون، برق را با چنان ولتاژ پایینی تولید و ارسال می کرد که برای ایجاد مقدار قابل توجهی از نیرو به جریانهای فشار قوی نیاز بود. این جریانهای بالاباعث افت بسیار زیاد و لتاژ و اتلاف نیرو در خطوط انتقال شده و منطقه تحت پوشش نیروگاه را بسیار محدود می کرد. درسال های ۱۸۸۰ جهت رفع این مشکل، در هرگوشه شهریک نیروگاه مرکزی احداث شد.این واقعیت که فرستادن نیروی برق با ولتاژضعیف سیستم dc نمی توانست به مناطق دورانجام گیرد،موجب احداث نیروگاه های کوچک محلی شد که در آخر بی کفایتی آنها را بدنبال داشت. اختراع ترانسفورماتورهمزمان با توسعه منابع نیروی ac محدودیت های موجود را در برد مسافت ومیزان توان نیروگاه ها برق را برای همیشه از میان برد. یک ترانسفورماتوربه طرز ایده الی، بدون اینکه اثرسوئی برروی اصل نیرو بگذارد، ولتاژ acرا ازسطحی به سطح دیگر تغییرداد.
اگریک ترانسفورماتور، سطح ولتاژ یک مدار را بالا ببرد آنگاه باید از مقدار جریانش بکاهد تا توان داخل دستگاه برابر با توان خارجش
باشد. بنابراین می توان با ایجادیک نیروی الیکتریکی ac درمرکزو با بالابردن ولتاژش، آنرا با اتلاف بسیارکمی به مناطق دورترانتقال داده ومجددا برای مصرف درمکان موردنظر، ولتاژرا پایین آورد.ازآنجائیکه اتلاف درخطوط انتقال نیرو با مجذورجریان دراین خطوط نسبت مستقیم دارد، ترانسفورماتوربرحسب ضریبی از ۱۰موجب افزایش و کاهش جریان انتقالی حاصله شده که این امراتلاف نیرورا برحسب ضریبی از ۱۰۰ کاهش می دهد. بدون ترانسفورماتور،استفاده ازنیروی الیکتریکی بطریق امروزه، بهیچ وجه میسر نبود. دریک نیروگاه مدرن الیکتریکی با ولتاژ ۱۲الی۲۰ کیلووات تولید می شود تقلیل می دهند تابصورت برق ۱۲۰ درمنازل اداره ها وکارخانجات مورد استفاده قرار گیرد.
موازی کردن ترانسفورماتورها:
ازمهمترین عوامل ترانس ها چگونگی موازی کردن آنهاست به علت تولید، انتقال وتوزیع قدرت به صورت۳ فاز(یاتکفاز)ازترانسفورماتور های موازی شده استفاده می شود.
شرایط ضروری برای موازی کردن ترانسفورماتورهای ۳ فاز جهت کسب نتیجه مطلوب به صورت زیرمی باشد:
۱)نسبت تبدیل ولتاژهای خط ترانس هابایدیکسان باشد.
۲)ترانسفورماتوربایستی امپدانسهای پراکندگی(pu)برابرداشته باشند.
۳)نسبت راکتانس های نشتی معادل به مقاومت های معادل برای
تمام ترانسفورماتورها یکسان باشد.
۴)بایدترانسفورماتورها پلاریته یکسان داشته باشنداین شرایط برای
موازی کردن ترانسفورماتورهای تک فازو ۳فازمی باشد.اضافه برچهار شرط دو شرط اساسی دیگر برای موازی کردن ترانس های ۳ فاز باید برقرار باشد که عبارتنداز:
۵)اختلاف فاز برابر
۶) توالی فازها
عیوب هارمونیک هادرترانسفورماتورها:
۱- الف)هارمونیک های جریان
۱-۱)اثربرتلفات اهمی
۱-۲)تداخل الکترومغناطیسی بامدارهای مخابراتی
۱-۳)تاثیر بر روی تلفات هسته
۲-ب)هارمونیک های ولتاژ
۲-۱)تنش ولتاژروی عایق
۲-۲)تداخل الکترواستاتیکی درمدارهای مخابراتی
۲-۳)ولتاژهای تشریه بزرگ
ترانسفورماتورهای توزیع:
ترانسها دارای دودسته می باشند:
۱)ترانسفورماتورهای قدرت
۲)ترانسفورماتورهای توزیع (فشارضعیف) مثلا ترانسفورماتور
۴۰۰v /200kvیک ترانس توزیع است درترانسفورماتورهای توزیع حتما برای مصارف خانگی باید دارای سیم چهارم باشیم البته این ترانسها را طوری برای توزیع قرارمی دهندکه باربه طورنسبتامتعادل بروی آنهاپخش گرددتاعدم تعادل بارازبین رفته وبه وسایل برقی در منازل و ادارات و… آسیبی وارد نگردد، زیرا در این صورت برآیند جریانهای ۳فازصفرنخواهدبود.
پلاک ترانسفورماتورها:
این پلاک شامل اطلاعاتی ازقبیل ولتاژ اسمی،کیلوولت آمپر اسمی،
فرکانس اسمی وامپدانس سری(pu)است.درضمن ولتاژاسمی مربوط
به هرانشعاب ونقشه سیم کشی ترانسفورماتورموردنظر بر روی پلاک ثبت شده است.قاعدتا پلاک شامل علامت مشخصه نوع ترانسفورماتور ودستورالعمل راه اندازی آن می باشد.
مشکل هجوم جریان: The problem of current inrush مشکلی که مربوط به سطح ولتاژ در ترانسفورماتور می شود، هجوم جریان در موقع راه اندازی (استارت) است. فرض کنیم که ولتاژ
V(t)¬= Umsin(ωt+θ) ولت در لحظه ای که ترانسفورماتور برای اولین بار به خط انرژی وصل می شود.به آن تحویل گردد.قوی بودن شارحداکثری که به اولین نیم دور(نیم سیکل) ولتاژتحویلی برسد، بستگی به فاز ولتاژ در زمان تحویل دارد. اگر ولتاژاولیه
V(t)¬= Umsin(ωt+90)=Umcos ωt ولت باشد و اگر شار اولیه درون هسته صفرباشد،آنگاه شارحداکثرطی ولت باشد نیم سیکل اول بایددرست مساوی حداکثرشارثابت (درحالت پایدار) باشدیعنی:
ωNP/VM=φ MAX
این سطح شاردقیقاهمان شارثابت است،بنابراین مشکل بخوصی را به وجود نمی آورد.ازطرف دیگر اگربرحسب اتفاق ولتاژتحویلی برابر باشدبا V(t)¬= Umsinωt ولت آنگاه حداکثرشارطی نیم
سیکل اول برابراست با :
ωNP /2VM=φ MAX
این مجموعه
شامل فرمولهای درس الكترومغناطیس (از دروس مهم مهندسی برق) با فرمت PDF
است .
پسورد فایل زیپ :
در اين نوشتار، روش جديدي براي تغيير ولتاژ خروجي
لينك دانلود( 
پاتوقی برای مهندسی برق