هسته ترانسفورماتور
قبل از توضیح هسته ترانسفورماتور به خود دستگاه ترانسفورماتور بپردازیم. ترانسفورماتور ها ماشین های ایستایی هستند که بر اساس القای متقابل عمل می نمایند. خوب است بدانید که این القای متقابل تنها با وجود اجزایی از جمله سیم پیچ های اولیه، سیم پیچ های ثانویه، سیم پیچ کمکی یا سیم پیچ سوم، عایق الکتریکی، بوشینگ ها، عایق، جعبه تقسیم، هسته و غیره امکان پذیر نیست. به طور دقیق تر می بایست اشاره کنیم که القای الکتریکی در واقعیت شار الکتریکی است که بین سیم پیچ جریان می یابد. این شار الکترومغناطیسی از طریق هسته ترانسفورماتور بین دو سیم پیچ اولیه و ثانویه منتقل می گردد و هسته ترانسفورماتور نقش مهمی در این انتقال دارد.
انواع ترانسفورماتور
استفاده از هسته های متنوع به عواملی مانند هسته یا پوسته ایی بودن ترانسفورماتور بستگی دارد. به عبارت بهتر نام گذاری پیشین ناشی از نحوه قرار رفتن سیم پیچ اولیه و ثانویه در اطراف هسته فولادی چند لایه می باشد. دو مورد از رایج ترین و ساده ترین انواع ترانس برق، ترانسفورماتور های هسته ای و پوسته ای هستند.
در ترانسفورماتور هسته ای، هسته ها به شکل L و L برعکس یا U و I به صورت چند لایه تشکیل می شوند. در ترانسفورماتور پوسته ای نیز این هسته ها به شکل E و I و همچنین E و E برعکس، به صورت زیر نمایش داده می شوند. با وصل شدن و لمینیت شدن لبه های این هسته های چند لایه به یکدیگر به صورت محکم، می توان ساختار منسجم هسته ترانسفورماتور را تشکیل داد. در طراحی هسته ترانسفورماتور معمولا تعداد بیشتر از یک عدد هسته E و I و یا غیره روی هم قرار گرفته و لمینیت می شوند که در نهایت ضخامت مورد نیاز هسته برای انتقال شار الکترومغناطیس را به عهده دارد.
هسته ترانسفورماتور آهنی
این ورقه ها از آهن بدون پسماند با آلیاژی از سیلیسیم (حداکثر ۴٫۵ درصد) که دارای قابلیت هدایت الکتریکی و قابلیت هدایت مغناطیسی زیاد است ساخته می شوند. در اثر زیاد شدن مقدار سیلیسیم، ورقه های دینام شکننده می شود.
برای عایق کردن ورقهای ترانسفورماتور، قبلا از یک کاغذ نازک مخصوص که در یک سمت این ورقه چسبانده می شد، استفاده می کردند. اما امروزه بدین منظور در هنگام ساختن و نورد این ورقه ها یک لایه نازک اکسید فسفات یا سیلیکات به ضخامت ۲ تا ۲۰ میکرون به عنوان عایق در روی آن ها می مالند. و با آن ها روی ورقه ها را می پوشانند. علاوه بر این، از لاک مخصوص نیز برای عایق کردن یک طرف ورقه ها استفاده می شود. ورقه های ترانسفورماتور دارای یک لایه عایق هستند. هسته ترانس معمولی که معمولا از نوع آهن نسبتا خالص تر از آهن های موجود و شناخته شده استفاده شده است. این آلیاﮊ آهن به صورت اشکال مختلف برای قرار گرفتن در قرقره ترانسفورماتور ها ساخته می شوند.
مزایای هسته ترانسفورماتور آهنی
– فراوانی
– پایین بودن قیمت
– عمر زیاد
– فرم دهی آسان
معایب هسته ترانسفورماتور آهنی
– خاصیت القایی کم
– ضد آب نبودن
– وزن زیاد
– تولید نویز بالا
هسته ترانسفورماتور فریت
با رشد تکنولوﮊی و استفاده از دستگاه ها با عملکرد بسیار حساس به تغذیه خود مخترعان را وادار کرد که منابع تغذیه ای با خروجی بسیار صاف وایزوله شده و نویز خروجی بسیار کم برای استفاده در مدارات طراحی کنند.
این کار مستلزم استفاده از آلیاﮊ و قطعاتی با خاصیت القایی بالا بود که بر اساس محاسبات و تحقیقات گسترده و تجربیات مخترعان و آلیاﮊهای کشف شده. با توجه به قیمت و قابل دسترس بودن آن ها و انعطاف ان ها در مقابل اشکال در خواستی صنعتی به آلیاﮊی به نام فریت رسیدند که این آلیاﮊ. می توانست خیلی از نیاز ها و درخواست های مخترعان از یک آلیاﮊ ایده آل برای این کار را فراهم کند.
از فاصله هوایی بین هسته های فریت استفاده های گوناگونی در منابع تغذیه سوئیچینگ می شود. خصوصیت منحصر به فرد فریت ها، نسبت به آهن و دیگر مواد فرومغناطیس، عایق بودن آن ها است. قاومت ویژه نوعی فریت ها ۱ تا ۱۰۴ اهم است، در حالیکه از آهن ۱۰ – ۷ اهم است. به خاطر این مقاومت ویژه بالا، فریت ها در معرض جریانهای گردابی قرار ندارند و می توان از آن ها در فرکانسهای بالا بعنوان هسته پیچک استفاده کرد. مثلا در پیچکهای rf، ترانسفورماتور تلویزیون و حافظه های مغناطیس کامپیوترها.
انواع هسته ترانسفورماتور فریت
این آلیاﮊ به دلیل استفاده در دستگاههای حساس با فرم های غیر متعارف لازم است دارای اندازه و تیپ های مختلفی باشد؛ که انواع آن عبارت است از:
– EE – EC – RM – ET , FT , PM – UF , UI , UU – PQ – EI – UYF – EFD , EP – I. ۱۱ – POT – TOROID – EMI SUPPRESSOR – DOUBLE-APERTURE
مزایای هسته ترانسفورماتور فریت
– خاصیت القایی خوب
– ضدآب بودن
– تولید نویز کم
– سبک بودن
معایب هسته ترانسفورماتور فریت
– شکننده بودن
– قابل انعطاف نبودن