Çoklu Sargı Transformatörleri

Hem AC/DC hem de DC/DC güç dönüştürücüleri ve güç kaynakları transformatörü kullanır. Transformatörler herhangi bir elektrik devresinin hayati bir bileşenidir. Gerilimleri güvenli bir sınıra kadar yükseltebilir ve düşürebilir. Transformatörler, DC çıkışı ve hat voltajı girişi olan her devre için olmazsa olmaz bir bileşendir. DC/DC devresinde transformatör, AC sinüzoidal sinyal yerine PWM sinyallerini değiştirerek çalışır.

Çok sargılı transformatörler bize çıkış gücünü yüksek verimle ve çoklu raylar üzerinden verebilmektedir. Bu transformatörler, giriş voltajını istenilen değere yükseltmek veya azaltmak için birden fazla ikincil bobine sahiptir. Bu transformatörler aynı zamanda bir güç sisteminde birden fazla rayın izolasyonu için de kullanılır.

Hızlı Özet:

• Çoklu Sargı Transformatörü Nedir?
• Çift Gerilim Transformatörlerine Giriş
• Çoklu Sargı Trafo Muslukları
• Çoklu Sargılı Transformatörler için Gerilim Konfigürasyonları
• Merkezi Kılavuzlu Çok Sargılı Transformatör Nedir?
• Çift Gerilim Trafosu Kullanan Ortadan Kılavuzlu Transformatörler
• Çözüm

Çoklu Sargı Transformatörü Nedir?

Her iki tarafında birden fazla sargısı bulunan transformatörlere denir. Çoklu Sargı Transformatörleri . Genellikle bir birincil sargıya ve iki veya daha fazla ikincil sargıya sahiptirler. Bu transformatörler voltaj regülasyonu, izolasyon ve empedans uyumu gibi farklı amaçlar için kullanışlıdır.

Çok sargılı transformatörler sıradan transformatörlerle aynı şekilde çalışır. Bir fark onların sahip olmasıdır her iki tarafta birden fazla sargı . Bunları birbirine bağlamak için, her bir sargının noktalarla işaretlenmiş voltaj polaritelerini kontrol etmemiz gerekir. Noktalar sarımın pozitif (veya negatif) ucunu gösterir.

Transformatörler karşılıklı endüksiyonla çalışır; bu, her bir sarımdaki voltajın aşağıda gösterildiği gibi dönüş sayısıyla orantılı olduğu anlamına gelir:

Her sarımdaki güç aynıdır, dolayısıyla sarımların oranı gerilimlerin oranına eşittir. Örneğin, birincil sargının 10 sarımı ve 100 volt olması ve ikincil sargının 5 sarımı varsa, ikincil voltajın değeri 50 volttur. Bu, çok sargılı transformatörlerin farklı bobinler için farklı çıkış voltajlarına sahip olabilmesinin yoludur.

Değişken tel dönüşleriyle farklı sekonderlere sahip olabilen bir transformatör. Sarım sayısı elektriğin voltajını etkiler. Daha fazla dönüş, daha yüksek voltaj anlamına gelir ve daha az dönüş, daha düşük voltaj anlamına gelir. Yani bir transformatör, tek bir elektrik kaynağından farklı cihazlar için farklı voltajlar üretebilir. Bu, güç kaynakları ve dönüştürücüler gibi elektronik devreler için kullanışlıdır.

Aşağıda birden fazla sekonder sargı bağlantısına sahip çok sargılı bir transformatör bulunmaktadır. Bu ikincil sargıların her biri farklı bir voltaj çıkışı sağlar.

Bir transformatörü çalıştırmak için birincil sargıyı ayrı ayrı kullanabilir veya onu bir çift farklı sargıya bağlayabiliriz. Ancak sekonder sargı bağlantısı çıkış tarafında ne kadar voltaja ihtiyacımız olduğuna bağlıdır. Paralel konfigürasyonda ikincil sargı yalnızca bağlanan iki sargının elektriksel olarak aynı olması durumunda mümkündür. Başka bir deyişle akım ve gerilim değerlerinin eşleşmesi gerekir.

Çift Gerilim Transformatörlerine Giriş

Çift Gerilim Transformatörleri çift birincil sargı ve çift ikincil sargı içerir. Her iki primerin voltaj ve akım özellikleri aynıdır. Benzer şekilde, her iki ikincil sargının voltaj ve akım değerleri de aynıdır. Bu transformatörler farklı uygulamalarda kullanılabilecek şekilde tasarlanmıştır. Daha yüksek akım ve gerilim gereksinimleri için seri ve paralel kombinasyon oluşturmak amacıyla bu sargıların transformatör uçlarını değiştirebiliriz. Bu tür çok sargılı transformatörlere denir. Çift Gerilim Transformatörleri .

Çoklu Sargı Trafo Muslukları

Bazı transformatörler, birincil ve ikincil yan bağlantıları değiştirerek dönüş oranlarını değiştirebileceğiniz şekilde tasarlanmıştır. Bir transformatörün birincil veya ikincil taraflarındaki bu bağlantılara denir. trafo muslukları .

Transformatör bağlantı şeması, birincil ve ikincil sargıların tek dokunuşla bağlantısını gösterir. Bu görüntüde ikincil (400) bobinin sarımlarının birincil (100) bobinin sarımlarından daha fazla olduğunu görebiliyoruz. Bu, çift birincil ve çift ikincil sargıya sahip bir düşürücü transformatörün bağlantı şemasıdır.

Verilen transformatörün çift birincil ve çift ikincil sargıları vardır. Bu sargılarda her bir uca terminal adı verilir ve her sarım için bir çift terminal bulunur.

Birincil veya yüksek gerilim tarafı terminalleri adlandırılır H₁ Ve H₂ .

Transformatöre sekonder taraftan bakıldığında transformatörün yüksek gerilim terminali şu şekilde etiketlenir: H₁ . CSA'ya göre bu, yüksek gerilim terminalinin ikincil taraftan bakıldığında etiketlenmesine yönelik bir endüstri standardı haline getirildi.

Benzer şekilde diğer yüksek gerilim sargı tarafı terminalleri de şu şekilde etiketlenmiştir: H₃ Ve H₄ .

Şekilden, yüksek gerilim transformatörünün sekonder terminalini etiketlemek için kullanılan harfin şu şekilde olduğunu görebiliriz: X . İki ikincil veya düşük voltajlı yan terminal etiketlenmiştir X ₁ , X ₂ , Ve X ₃ , X ₄ .

Primer ve sekonder sargılarının her birinde çift sargı bulunan transformatörlerin avantajı vardır. Bu şekilde, her bir transformatör sargısı çifti seri veya paralel olarak birleştirilir.

Şimdi aşağıdaki transformatör kademe bağlantı şemasını düşünün. Bu konfigürasyon aynı zamanda çift birincil ve çift ikincil sargıyı da içerir. Burada, birincil taraftaki her iki sargı seri, ikincil sargılar ise paraleldir.

Musluk bağlantısından, yüksek gerilim tarafında terminalin olduğunu görebilirsiniz. H₂ terminale bağlı H₃ . Yani bu şekilde her iki yüksek gerilim sargısı da birbiriyle seri haldedir. Her iki yüksek gerilim primer sargısının sarım sayısı her biri için 400 turdur. Yani birincil veya yüksek gerilim tarafının toplam 800 dönüşü vardır.

terminal X ₁ alçak gerilim tarafında terminale bağlanır X ₃ , terminal iken X ₂ terminal ile birleştirilir X ₄ .

Her biri 100 sarımlı iki alçak gerilim sargısı paralel olarak bağlanmıştır. Bu, toplam 100 dönüşe sahip tek bir ikincil sargı oluşturur.

Yani bu transformatörün 800 sarımlı bir birincil ve 100 sarımlı bir ikincil parçası vardır ve şimdi dönüş oranına sahip bir düşürücü transformatör olarak yapılandırılmıştır. 8:1 .

Şimdi aynı transformatörün farklı kademe bağlantı konfigürasyonuna sahip olduğunu düşünün. Bu senaryoda yüksek gerilim sargıları ve alçak gerilim sargıları seri olarak birbirine bağlanır.

Yüksek gerilim sargıları seri olarak birleştirilmiş iki adet 400 dönüşlü birincil sargıya sahiptir. Bu, toplam 800 dönüşe sahip yüksek voltajlı tek bir sargı yaratacaktır. Benzer şekilde, iki adet 100 dönüşlü alçak gerilim sargısı da seri olarak bağlanmıştır. Bu, 200 dönüşlü tek bir ikincil sargıyla sonuçlanacaktır. Yani elde edeceğimiz yeni değiştirilmiş dönüş oranı artık 800:200 veya 4:1 .

Transformatörün bu konfigürasyonunda, birincil tarafın her iki sargısı paralel bağlanırken, her iki ikincil tarafın bağlantıları seridir. Birincil sargılar paralel olduğundan, 400 sarımlı birincil sargıların her ikisi de 400 sarımlı tek bir birincil sargı görevi görecektir.

İkincil taraflardaki her iki sargı da her biri 1000 dönüşe sahip olacak şekilde seri olarak bağlanmıştır. Bunların her ikisi de tek bir 200 turluk ikincil düşük voltaj sargısı oluşturmak için toplanır. Bu trafo konfigürasyonu için elde edeceğimiz yeni dönüş oranı 400:200 veya 2:1 .

Bu nedenle, transformatörün çift birincil ve çift ikincil sargılı farklı konfigürasyonlarını ele aldık. Bu şekilde, birincil ve ikincil kademe bağlantılarını farklı dönüş oranları sağlayacak şekilde ayarlayabiliriz.

Çoklu Sargılı Transformatörler için Gerilim Konfigürasyonları

Farklı konfigürasyonlar çoklu sargı transformatörlerinin bağlanmasını mümkün kılar. Her tipin bağlantısı, ihtiyaç duyduğumuz çıkış voltajının miktarı ve bir transformatörü bağlamamız gereken güç veriyolu gibi birçok faktöre bağlıdır. Ayrıca, birincil veya ikincil tarafların seri veya paralel konfigürasyonda bağlanması, bobin konfigürasyonuna da bağlıdır.

Çok sargılı transformatörlerin bazı ana konfigürasyonlarına bir göz atalım:

1. Çok Sargılı Trafo Yapılandırması

Çok sargılı bir transformatörde çift birincil ve çift ikincil sargı bulunur. Resimde verilen aşağıdaki çok sargılı transformatörü göz önünde bulundurun:

Çok sargılı bir transformatörün bazı temel özellikleri şunlardır:

• Transformatörler birden fazla birincil sargıya, birden fazla ikincil sargıya veya her ikisine birden sahip olabilir.
• Yüksek gerilim tarafının her bir sargısındaki maksimum gerilim, iki gerilimden düşüktür.
• Her bir alçak gerilim sargısındaki maksimum gerilim, iki ikincil gerilimden en düşük olanıdır.
• Yalıtım, belirtilen değerlerin üzerindeki herhangi bir voltajdan zarar görebilir.
• Bir transformatörün her bir sargısı, transformatörün kilovolt-amper (kVA) değerinin yarısını güvenli bir şekilde idare edebilir.
• Gerekli voltajı elde etmek için pilleri seri veya paralel bağlayabiliriz.

2. Çok Bobinli Dağıtım Transformatörü

Belirtilen transformatör 50 kVA, 2400/4800 V – 120/240 V olarak derecelendirilmiştir. Bundan, yüksek gerilim tarafının sargı başına maksimum 2400 V'u işleyebileceği sonucuna varabiliriz. Ve bu voltaj her zaman iki voltajdan daha az olacaktır. Benzer şekilde, düşük gerilim tarafı veya sekonder taraf sargısı, sargı başına maksimum 120 V gerilimde derecelendirilmiştir. Bu voltaj değerlerinin aşılmasının izolasyona zarar verebileceğini unutmayın.

Primer Taraf (Yüksek Gerilim) Bağlantısı

• Bu 50 kVA transformatörün yüksek gerilim tarafını 4800 V baraya bağlamak isterseniz iki sargıyı seri bağlamanız gerekir. Bu şekilde, 4800 V'luk bara voltajı, her bir sargının 2400 V'luk yükü taşıması gerekecek şekilde eşit olarak bölünecektir.
• Yüksek gerilim tarafını 2400 V baraya bağlarken paralel bağlantı tercih edin. Bu, her bir sarım deneyiminin 2400 V olmasını sağlayacaktır.

Sekonder Taraf (Alçak Gerilim) Bağlantısı

• Alçak gerilim veya ikincil tarafı 240 V baraya bağlamak için iki sargıyı seri olarak bağlayın. Bu, bara gerilimini eşit olarak bölerek her sargıya 120 V sağlar.
• Alçak gerilim tarafını 120 V'luk bir baraya bağlamanız gerekiyorsa paralel bağlantı kullanın. Bu sayede her sarım 120 V ile çalışmaya başlar.

3. Güncel Hesaplamalar

Bir transformatörde volt-amper (VA) değeri, voltajın akımla çarpımı alınarak hesaplanabilir. Önceki konfigürasyonda verilen transformatör toplam kVA'nın yalnızca yarısını karşılayabilmektedir. Her bir yüksek gerilim sargısı ve her bir alçak gerilim sargısı 25 kVA olarak derecelendirilmiştir.

Yüksek Gerilim Sargısı için Akımın Hesaplanması (Birincil):

Yukarıdaki sonuçtan, yüksek gerilim sargısının kaldırabileceği Maksimum akımın 10,4 Amper olduğu sonucuna varabiliriz.

Alçak Gerilim Sargısı için Akımın Hesaplanması (İkincil):

Alçak gerilim sargısı için kaldırabileceği maksimum akım 208,3 Amperdir.

Şimdi her iki bobin birlikte ele alındığında ortaya çıkan birleşik değerlere bakalım:

Tam VA ile Yüksek Gerilim Sargısı (Birincil) için Akımın Hesaplanması:

Birincil bobinin her iki bobini de dikkate alındığında yüksek gerilim sargısı için maksimum akım 10,4 Amperdir.

Tam VA ile Alçak Gerilim Sargısı (İkincil) için Akımın Hesaplanması:

Yine alçak gerilim sargısı için maksimum akım 208,3 Amperdir.

Dolayısıyla, ister tek bir bobini ve VA'nın yarısını isterse de her iki bobini tam VA ile ele alalım, hem yüksek voltaj hem de düşük voltaj sargıları için hesaplanan maksimum akımlar aynı kalır. Bunun nedeni transformatörün özel tasarımı ve derecelendirmesidir.

4. Çok Sargılı Transformatörün Üç Kablo Bağlantısı

Transformatörün tek hatla ortasına dokunmak 120 V çıkışla sonuçlanırken, her iki hatla çift dokunmak size 240 V verecektir.

Üç telli ikincil bağlantılarda (120/240 V), transformatör tam kVA'yı yalnızca mükemmel dengeli bir yüke sahip olduğunda iletecektir. Dengesiz bir yük, bir sargının aşırı yüklenmesine neden olur. Bu, her bir sargının nominal kVA'nın yalnızca yarısını karşılayabildiğinden, mevcut nominal değerin aşılmasına neden olacaktır.

Merkezi Kılavuzlu Çok Sargılı Transformatör Nedir?

Merkezi kademe transformatörü size iki farklı ikincil voltaj verecek şekilde tasarlanmıştır. Bu voltajlar İÇİNDE _A Ve İÇİNDE _B , aralarında ortak bir bağlantı var. Transformatörün bu kurulumu iki fazlı, 3 telli bir güç kaynağı oluşturacaktır.

İkincil gerilimler ve besleme gerilimi İÇİNDE _P eşit ve doğru orantılıdır. Sonuç olarak her sarımın gücü aynıdır. Bu ikincil sargılardaki voltajlar dönüş oranına bağlıdır.

Yukarıdaki şemada standart bir orta kademe transformatörünü görebilirsiniz. Merkez kılavuz çekme noktası ikincil sargının merkezindedir. Büyüklük olarak eşit ancak kutupları zıt olan iki ikincil voltaj için ortak bir bağlantı oluşturacaktır. Orta musluğu toprakladığınızda, İÇİNDE _A voltaj toprağa göre pozitif olacaktır. iken İÇİNDE _B negatif olur ve ters yönde olur. Bu, elektriksel olarak 180° faz dışı oldukları anlamına gelir.

Bununla birlikte, topraklanmamış bir merkezi kademe transformatörü kullanmanın bir dezavantajı vardır. Üçüncü bağlantıdan eşit olmayan akım akışı nedeniyle, iki sekonder sargıda dengesiz gerilimlere yol açacaktır. Bu durumu özellikle yükler dengesiz olduğunda göreceksiniz.

Çift Gerilim Trafosu Kullanan Ortadan Kılavuzlu Transformatörler

Çift voltaj transformatörünü kullanarak merkezi kademe transformatörü de oluşturabiliriz. Bunu yapmak için, ikincil sargıları seri olarak ve bunların orta bağlantısını musluk görevi görecek şekilde bağlayın. Her bir sekonder sargının çıkışı V ise, sekonderin toplam çıkış voltajı 2V olacaktır.

Çözüm

Çoklu sargılı transformatörlerin elektrik ve elektronik devrelerde birçok uygulaması vardır. Bu çift sargılı veya çok sargılı transformatörler, sekonder sarım oranına bağlı olarak farklı çıkış gerilimleri sağlayabilir. Artan gerilimleri veya akımları çıkarmak için çoklu sargı transformatörleri seri veya paralel konfigürasyonlarda birbirine bağlanabilir. Ayrıca, ikincil sargılarının her ikisini de seri olarak bağlayarak merkezden kılavuzlu bir transformatör oluşturabilirsiniz.