كارآموزي :

 

 

در شركت نيرو ترانس سپاهان توليد كننده و تعميرات انواع ترانسفورماتورها

 

آشنايي كلي با مكان كارآموزي

 

تاريخچه سازمان

اين سازمان يا بعنوان ديگر شركت از سال 1376 آغاز بكار كرده است. با نام شركت نيرو ترانس سپاهان و هدف از تشكيل اين شركت توليد و تعميرات انواع ترانسفورماتورها است.

اين شركت داراي گواهي نامه فعاليت صنعتي از سازمان صنايع در زمينه ترانسفورماتورهاي فشار قوي دارد. با مديريت يك كارشناس رشته برق در زمنه قدرت.

هم اكنون اين سازمان در اصفهان در حال انجام فعاليت صنعتي است و از انواع دانشجويان رشته هاي برق و جوشكاري كارآموز مي پذيرد.

 

نوع محصولات توليدي خدماتي واحد صنعتي

با توجه به نياز مبرك مملكت و جامعه ما به سوي خودكفايي و صنعت مستقل ملي اين واحد صنعتي با نام شركت نيرو ترانس سپاهان اقدام به توليد و تعمير انواع ترانس هاي كوچك و بزرگ كرده است.

امروزه كمتر مركزي وجود دارد كه يكي از انواع ترانسفورماتورهاي كوچك و بزرگ در آن مورد استفاده قرار نگيرد. گسترش كاربرد اين دستگاه ساده ايجاب مي­كند كه اطلاعات فني و دقيقي در اختيار توليد كنندگان ، دست اندركاران و علاقه مندان گذاشته شود تا بتوانند براي ساختن ترانسفورماتور، مانند هر دستگاه الكتريكي ديگر ابتدا طراحي و محاسبه نمايند، سپس به امر توليد اقدام نمايند.

ساخت ترانسفورماتورها وقتي مي تواند با موفقيت همراه باشد كه دستگاه ساخته شده از كيفيت قابل قبولي برخوردار بوده و هزينه ساخت آن براي عرضه به بازار مناسب باشد. براي اين منظور، سازنده بايد به تمام نكات فني و ظرايف كار واقف باشد و تئوريهاي كاربردي لازم را بداند حتي كساني كه مي­خواهند مشابه سازي كنند. قبلاً بايد اطلاعات كافي در مورد كاري كه انجام مي­دهند بدست آورند.

ايمد است كه به اين ترتيب كمك بيشتري به صنعت نوپاي ترانسفورماتور سازي ايران كه بيشتر جنبه تقليدي داشته، شده باشد.

 

موقعيت كارآموز در واحد صنعتي

در مورد ترانسها اطلاعات بدست مي آورد.

موقعيت كارآموز:

هم كار مي كند هم كار ياد مي گيرد و كار كشته مي شود.

 

در اين كارخانه كارآموز رسماً در يك قسمت شروع بكار مي كند ولي مي تواند در همه امور و قسمتهاي عملي كمك و كار ياد بگيرد. و اطلاعات بيشتري در مورد ترانس بدست آورد.

 

امور جاري و امور آينده در دست اقدام

امور جاري بروجن دو عدد ترانس kv 63 به kv 20 كه براي مونتاژ كردن ترانسها و نيز كوله و تصفيه روغن در حال بهره برداري است.

 

آينده:

تعمير ترانس kvA1250 ، ترانس kvA 200 كاشان، دو عدد ترانس kvA 200 زابل، تعمير ترانسkvA 500 فرودگاه اصفهان تعمير ترانس kvA 800 – مونتاژ كردن 2 عدد ترانس kvA400.

نوع قطعاتي كه جوشكاري يا مورد مصرف هستند

قطعات مورد استفاده بيتر ورق هستند با ورقهاي نمره 2 و 5/1، نبشي 5 و بيشتر مخازن در ترانس جوشكاري مي شوند.

ورق هستله دينا موبلش است، كه ورقه ورقه شده است.

ورق، تانكهايش ورق آهن است.

ورق سفيد و ورق نبشي.

 

WPSها

استانداردهاي JDE آلمان 532/54 .

آلمان 532.IEC 76

استانداردهاي الكتريكي هستند.

 

شرح مختصري از فرايند توليد يا خدمات

با توجه نوع عمل اين شركت، فعاليت بيشتر بصورت مونتاژ كردن يك ترانس است يعني به برطرف كردن مشكلات يك ترانسفورماتور كه مي تواند انواع داشته باشد مي پردازند. و ترانس را تعمير مي كنند. كه فرايند عمل كرد تعمير يك ترانس به اين صورت است كه ابتدا درب ترانس را بايد باز كنيم. كه اين كار با شروع كردن پيچهاي درب ترانس آغاز مي شود. لازم به ذكر است در هنگام باز كردن و بلند كردن درب ترانس بوسيله چرخ بالابر نبايد لاستيك درب آن از بدنه جدا شود.

بعد از جدا كردن درب بايد بدنه را از قسمت دروني جدا كنيم و بيشتر مشكلات يك ترانس در هسته و سيم پيچ آن است و خيلي كم پيچ پيش مي آيد قسمتهاي ديگر ترانس مانند سري و پره و كفي مشكل داشته باشد.

بعد از جدا كردن قسمت داخلي شروع به انجام فعاليت و مونتاژ مي كنيم (تخريب) كه اين فعاليت تخريب بوسيله تكنسين جوشكار يا جوشكار تجربي انجام مي شود كه نوع استفاده از فرايند جوشكاري از نوع اكسي استيلن است.

بعد از عمليات تخريب با توجه به نگاهي كه به سيستم مي كنند متوجه مشكل آن مي شوند كه بطور معمول مشكل در سيم پيچ است.

سيم پيچها بر حسب نوع ترانس تعداد آنها مختلف است كه بعد در مورد چگونگي سيم پيچي در اين كارگاه توضيح مي دهم. هسته ها معمول اين است كه سالم هستند در غير اين صورت هسته هايي كه در كارگاه تهيه شده بعد از تميزكردن آنها بوسيله كارگر بوسيلة تكنسين برق و با توجه به قدرت ترانس كه مي خواهيم استفاده كنيم هسته ها را مي بنديم، يوقه نگهدارنده هسته است. سيم پيچهايي كه در سه رديف استوانه اي با توجه به نوع ترانس هر رديف 3 تا يا 4 تا
مي گذاريم دورشان را عايق مي­گيريم و بعد روي آن هسته ها را مي­گذاريم.

سيمهاي كه از سر سيم پيچها جدا شده اند يا بيروني را به تاب وصل مي كنيم تاب همان كليد تنظيم ولتاژ است. كليدهاي سيم هم به مقعرهاي فشار قوي مي رود مقعره همان قسمت سفالي مانند است كه در سر ترانس وجود دارد كه همان سيمي است كه برق اوليه ولتاژ فشار قوي را تنظيم
مي كند. بايد دور سيم هايي كه تاب مي رود با ورقهاي عايق بپوشانيم و براي وصل كردن هر سيم به قسمت ديگر يعني سيمي كه از سيم پيچ مي آيد و سيمي كه از تاب بايد اين دو بايد بوسيله جوشكاري گاز بهم متصل شوند و همچنين وقتي كه مي خواهيم سرفازها را به هم وصل كنيم جوشكاري كنيم و از نوع جوشكاري هاي ديگر كه قابل استفاده است چوش نقره جوش است.

از ديگر اقداماتي كه در اين شركت در زمان تعمير يك ترانس انجام مي شود اين است كه بايد بدنه ترانس بايد كاملاً براي دوباره استفاده كردن آماده شود كه اين كار بوسيله كارگر انجام
مي شود كه ابتدا بايد بدنه ترانس را با آب كاملاً شست و داخل آن را از زدگي پاك كرد يا سمباده زني شود و بعد از خشك كردن آن بايد سوراخها و پوسيدگي آن كاملاً مشخص شود و بعد بوسيله يك جوشكار ماهر تمام سوراخها و پوسيدگيها جوشكاري شوند و براي اطمينان از سوراخ نبودن آن درون ترانس را از روغن پر مي­­كنند اگر ديگر ترانس نشر نكرد پس ترانس آماده كار است و مي توانيم ترانس را داخل آن بگذاريم و لازم به ذكر است به اين علت جلوگيري
مي­كنند از سوراخ و پوسيدگي چون داخل ترانس ها از روغن پر است، تا روغن بيرون نريزد.

روغن مورد استفاده براي اين شركت از شركت زنگان وابسته به كارخانه ايران ترانسفور – روغن شيمي تهيه مي شود.

 

خلاصه:

ترانسها برق از لحاظ قدرت و ولتاژ ورودي و خروجي با هم فرق دارند.

ترانس kvA 200 kv 20 ولتاژ ورودي و kv 400 ولتاژ خروجي

ترانس kvA 100 kv 20 ولتاژ ورودي و kv 400 ولتاژ خروجي

ترانس kvA 50 kv 20 ولتاژ ورودي و kv 400 ولتاژ خروجي

ترانسkvA 25 kv 20 ولتاژ ورودي و kv 400 ولتاژ خروجي

بعضي ترانس ها ترانس خاص مي باشند. مثلاً ولتاژي به ترانس داده مي شود. و از طرف ولتاژ خروجي آن، ولتاژ كم ولي آمپر زيادي از آن مي گيرند. مثلاً كارخانه ذوب آهن به ترانس ها ولتاژ kv 20 اعمال مي شود و از طرف ديگر آن ولتاژ كم ولي آمپري معادل A 1000 مي گيرند.

 

مشخصات افراد و سوابق كاري و تحصيلات و آموزش آنها

رئيس كارخانه كارشناس رشته مهندسي برق قدرت با سابقه 20 ساله كاركنان اين شركت تكنسينهاي برق هر كدام با سابقه 20 ساله در مورد مونتاژ و صنعت هستند و چندين كارگر و يك جوشكار عملي (تجربه) كارگاهي با تجربه جوش Co2 – برق .

 

مشخصات دستگاههاي جوش

اين شركت داراي 2 دستگاه جوش برق كه داخل آنها پر از روغن است براي خنك كردن دستگاه Electro HONAR .

همچنين داراي يك دستگاه جوش اكسي استيلن هستند و نيز داراي يك دستگاه جوش MIG (صنايع جوش GAAM electro) دارند كه از اين دستگاه براي ترانسهاي مخصوص كه مي­خواهند بدنه را به پره يا سري را به پره وصل كنند استفاده مي شود و در دنياي امروز بيشتر جوشكاريهاي ترانسها از جوش MIG استفاده مي شود.

 

مشخصات مواد مصرفي

ورقهاي مورد استفاده شده را در ابعاد 2×2 برش مي زنند و بر اساس خمي كه مي خواهند خم مي زنند.

اتصال تمام شمشهاي مسي جوشكاري مي شوند. مس ها را با نقره جوش، جوش مي دهند.

الكترود مورد استفاده از خود كارخانه تهيه مي كنند.

الكترود چين T-12E6013

الكترود يزد MT-12E 6013

كلفتر YE- 6013 2P

بلندتر YE – 6013

MT – 12 E6013

از نقره جوش AWS E 6013

دستگاه جوش MIG (صنايع جوش برش GAAM)

 

نام مشتريان شركت

- ذوب آهن و شركتهاي وابسته به ذوب آهن

- قائم سپاهان

- نيروگاه شهيد منتظري

- كارخانه هاي مختلف صنايع آجر

- كارخانه نسوز آذر

- كارخانه نويد آلياژ

- كارخانه نويد منگنز

- تمام كارخانه هايي كه در آنها تقسيم ولتاژ است

- كارخانة چدن سازان

- ذوب آهن آلياژي ملاير

- پستهاي برق اداره برق – فرودگاه

- شركتهاي خصوصي، گلپايگان ، ماهشهر، خرمشهر، آبادان

ترانسفورماتور دستگاه استاتيكي (ساكن) است كه قدرت الكتريكي ثابتي را از يك مدار به مدار ديگر با همان فركانس انتقال مي دهد. ولتاژ در مدار دوم مي تواند بيشتر يا كمتر از مدار اول بشود، در صورتي كه جريان مدار دوم كاهش يا افزايش مي يابد.

بنابراين اصول فيزيكي ترانسفورماتورها بر مبناي القاء متقابل مي باشد كه بوسيلة فوران مغناطيسي كه خطوط قواي آن اوليه و ثانويه را قطع مي كند ايجاد مي گردد.

ساده ترين فرم ترانسفورماتورها بصورت 2 سيم پيچ القايي است كه از نظر الكتريكي از يكديگر جدا شده اند، ولي از نظر مدار مغناطيسي داراي يك مسير با مقاومت مغناطيسي كم
مي باشند.

هر دو سيم پيچ اوليه و ثانويه داراي اثر القايي متقابل زياد مي باشند. بنابراين اگر يك سيم پيچ به منبع ولتاژ متناوب متصل شود، فلوي مغناطيسي متغير بوجود خواهد آمد كه بوسيلة مدار مغناطيسي (هسته ترانسفورماتور كه از يكديگر عايق شده اند) مدارش بسته شده و در نتيجه بيشتر فلوي مغناطيس مدار ثانويه را قطع نموده و توليد نيروي محركه الكتريكي مي نمايد اگر مدار ثانويه ترانسفورماتور بسته باشد يك جريان در آن برقرار مي گردد كه مي توان گفت كه انرژي الكتريكي سيم پيچ اوليه (بوسيلة واسطه مغناطسي) تبديل به انرژي الكتريكي در مدار ثانويه شده است.

بطور كلي سيم پيچي كه به منبع ولتاژ متناوب متصل مي­گردد سيم پيچ اوليه يا اصلاحاً «طرف اول» و سيم پيچي كه اين انرژي را به مصرف كننده منتقل مي كند سيم پيچ ثانويه «طرف دوم»
مي نامند.

بنا به تعريف ترانسفورماتور وسيله اي است كه

1 – قدرت الكتريكي را از يك مدار به مدار ديگر انتقال مي دهد بدون اينكه بين 2 مدار ارتباط الكتريكي وجود داشته باشد.

2 – در فركانس مدار هيچگونه تغييري ايجاد نمي نمايند.

3 – اين تغيير توسط القاء الكترومغناطيسي صورت مي گيرد.

4 – در صورتي مدار اوليه و مدار ثانويه بسته شوند، اين عمل بصورت القاي متقابل و نفوذ در يكديگر صورت مي گيرد.

بطور كلي اجزاي يك ترانسفورماتور ساده عبارتند از:

- دو سيم پيچ كه داراي مقاومت اهمي و سلفي مي باشند.

- يك هسته مغناطيسي

قسمتهاي ديگر كه اصولاً مورد لزوم مي باشند.

- يك جعبه براي قراردادن سيم پيچ ها و هسته در داخل آن.

- سيستم تهويه – كه معمولاً در ترانسفورماتورهاي با قدرت زياد، علاوه بر سيستم تهويه
مي­بايد مخزن روغن نيز براي خنك كردن بهتر بكار گرفته شود.

- ترمينالهايي كه بايد سرهاي اوليه و ثانويه روي آنها نصب شود.

از خصوصيات هسته مغناطيسي مي توان چنين ياد كرد كه در تمام انواع ترانسفورماتورها هسته از ورقه هاي ترانسفورماتور (ورقه هاي دينامو) ساخته مي شود كه مسير عبور فوران مغناطيسي را با حداقل فاصله هوايي ايجاد نمايد و جنس آن از آلياژ فولاد مي باشد كه مقداري سيليس به آن اضافه گرديده است.

با فعل و انفعالاتي كه در متالورژي بر روي اين نوع فولاد انجام مي شود و عمليات حرارتي كه صورت مي گيرد سبب مي شود كه پرس ابليته (قابليت هدايت مغناطيسي) هسته بالا رفته و به عبارت ديگر تلفات كاهش مي يابد وبطور كلي مقاومت مغناطيسي كوچك مي­گردد.

از طرف ديگر براي كاهش تلفات ناشي از جريان گردابي فوكو هسته ترانسفورماتورها را به صورت ورقه مي­سازند و اصولاً يك طرف اين ورقه ها را با ماده اي كه بتواند فوران مغناطيسي را عبور دهد ولي عايق جريان الكتريكي باشد، مي پوشانند و بنابراين اين ورقه ها بايد به ترتيبي چيده شوند كه از يكديگر عايق الكتريكي باشند.

معمولاً ضخامت ورقه هاي هسته ترانسفورماتورها در فركانس 50 تا فركانس 25 بين 35/0 تا 50/0 ميليمتر مي باشد.

با قرار گرفت ورقه ها بر روي يكديگر بين آنها فاصله هوايي بوجود مي آيد و در نتيجه در سطح مقطع هسته هميشه يك شكاف وجود دارد كه اجتناب ناپذير است.

ساختمان هسته ترانسفورماتورهاي معمولي بدو صورت كمي ساخته مي شوند

الف) هسته نوع معمولي

ب) هسته نوع زرهي

البته ترانسفورماتور با هسته هاي حلزوني يا مارپيچي هم ساخته مي شوند، ولي قسمت عمده را در صنعت تشكيل نمي دهند.

از نظر فيزيكي در ترانسفورماتور با هسته معمولي سيم پيچ اوليه و ثانويه در دو طرف بازوهاي هسته و بصورت مجزا پيچيده مي شوند. در حاليكه در نوعي زرهي كه كاربرد بيشتري هم دارد، اين سيم بندي بر روي قسمت وسط (اوليه و ثانويه) روي هم پيچيده مي شوند و از نظر اقتصادي راندمان كاري بيشتر دارد و ارزانتر تمام مي شود.

بايد توجه داشت كه چه نوع هسته معمولي باشد و چه نوع زرهي هر 2 نوع هسته از ورقه­هاي ترانسفورماتور ساخته شده است كه در نوع معمولي اين ورقه ها را بفرم ما در مي آورند و پهلوي هم قرار مي دهند و در نوع زرهي اين ورقه را بصورتE و I در مي آورند و پهلوي هم قرار
مي دهند.

ترانسفورماتور ايده آل ما ترانسفورماتوري است كه افت ندارد براي مثال سيم پيچ هاي آن مقاومت اهمي ندارد و پراكندگي فوران مغناطيسي در آن وجود ندارد پس بطور كلي يك ترانسفورماتور ايده آل شامل دو سيم پيچ با اندوكتيويته خالص (مقاومت سلفي) كه روي هسته بدون افت فوران مغناطبسي پيچيده شده مي باشد .

بايد خاطرنشان شود كه چنين ترانسفورماتوري عملاً غير ممكن است و وجود خارجي ندارد و به همين دليل به آن ايده­آل مي گوئيم. ولي براي راحتي كار بحث در مورد ترانسفورماتورها را از حالت ايده آل شروع شده و مرحله به مرحله جلوي مي رويم تا به حالت واقعي آن نزديك شويم.

ترانسفورماتور ايده­ آلي كه مدار ثانويه آن باز است و مواد اوليه آن به منبع ولتاژ متناوب سينوس J₁ متصل است را در نظر مي گيريم. اين ولتاژ باعث يك جريان متناوب در مدار اوليه
مي شود.

از ديگر انواع ترانسفورماتور مي توانيم از اتو ترانسفورماتور نام ببريم اتو ترانسفورماتور عبارت است از ترانسفورماتوري كه فقط داراي يك سيم بندي مي باشد اين سيم بندي هم جزء سيم پيچي اوليه و هم جزء سيم پيچي ثانويه محسوب مي گردد و مانند ترانسفورماتورهاي معمولي ممكن است بصورت كاهنده يا افزاينده مورد كاربرد قرار گيرد.

ولتاژ اتصال كوتاه و تلفات مسي اتوترانسفورماتور كمتر است و ضريب بهره آن زيادتر از ترانسفورماتورهاي معمولي است.

مصرف كننده هايي كه بوسيله اتو ترانسفورماتور تغذيه مي شوند، بايد در برابر اضافه ولتاژ حفاظت نمود. زيرا سيم پيچي هاي فشار ضعيف و فشار قوي از لحاظ الكتريكي بهم مربوط
مي باشند و از اين رو معمولاً ضريب تبديل اتو ترانسفورماتورها را بين 1.25 تا 2 انتخاب مي كنند. اتو ترانسفورماتورها را براي راه اندازي موتورهاي آسنكرون و تبديل ولتاژ عمليات آزمايشي و آزمايشگاهي همچنين در خطوط انتقال فشار قوي براي ارتباط شبكه هاي با ولتاژ مختلف مثل 230 كيلوولت و 400 كيلوولت در شبكه هاي توزيع مورد استفاده قرار مي گيرد.

ضريب بهره اتو ترانسفورماتورهاي با قدرت زياد به 7/99 درصد مي رسد.

با توجه به مطالبي كه در قسمتهاي قبل مورد مطالعه و بررسي قرار گرفته خصوصيات يك ترانسفورماتور بصورت زير خلاصه مي شود.

- اصولاً از دو سيم پيچ جداگانه تشكيل شده است.

- داراي يك هسته مغناطيسي مي باشد.

- هر سيم پيچ داراي مقاومت اهمي خالص است.

- هر سيم پيچ داراي مقاومت القايي و پراكندگي است.

- اصولاً سر اوليه ترانسفورماتور به منبع تغذيه با ولتاژ ثابت متصل است.

- بعلت وجود مقاومت اهمي و القايي در ترانسفورماتور هميشه ولتاژ خروجي از ولتاژ القاء شده در طرف ثانويه كمتري است.

- قدرت نامي ترانسفورماتور هميشه براي قدرت خروجي بوده و با پارامتر ولت آمپر مشخص مي گردد.

- هسته ترانسفورماتور از ورق دينامو ساخته شده است كه اين ورق ها از يكديگر عايق الكتريسته شده اند و در نتيجه هميشه سطح مقطع عملي از سطح مقطع حقيقي بايد بيشتر باشد.

حال با توجه به مطالب اخير مي توان در مورد پارامترهايي كه جهت ساخت يك ترانسفورماتور ضروري است به بحث پرداخت و اصولاً اين پارامترها را به س دسته اصلي تقسيم مي كنيم:

الف) پارامترهايي كه بايد از سفارش دهنده ترانسفورماتور براي محاسبه آن دريافت كرد.

ب) پارامترهايي كه جهت پيچيدن يك ترانسفورماتور بايد محاسبه گردد.

ج) پارامترهاي كه جهت كار عملي بايد تدوين شده و شكل عملي و تئوري ترانس را با مشخصات آن به قسمت توليد تحويل داد.

بنابراين مي بايد هر يك از اين سه قسمت دقيقاً بررسي گردد تا ترانسفورماتور توليد شده مطابق آنچه كه كارفرما (سفارش دهنده) خواسته است، باشد.

پارامترهايي كه بايد از سفارش دهنده ترانسفورماتور براي محاسبه آن دريافت كرد اين پارامترها عبارتند از:

1 – ولتاژ يا ولتاژهايي كه امكان دارد، بصورت منبع تغذيه از آنها استفاده كرد (يعني ولتاژ يا ولتاژهاي اوليه) زيرا ممكن است بخواهيم از منبع تغذيه هاي متفاوت استفاده نمائيم.

2 – ولتاژ يا ولتاژهايي كه جهت استفاده از آنها ترانسفورماتور ساخته مي شود (يعني ولتاژ يا ولتاژهاي ثانويه) چون بخصوص در رشته الكترونيك اصولاً ترانسفورماتورهايي با چندين سر در ثانويه مورد استفاده قرار مي گيرد.

3 – مشخص كردن قدرت ترانسفورماتور، همانطور كه قبلاً نوشته شد، اصولاً قدرت ترانسفورماتورها با پارامتر «ولت آمپر» مشخص مي گردد و بطور كلي ترانسفورماتورها را مي توان به دو قسمت عمده تقسيم نمود.

الف) ترانسفورماتورهاي فشار ضعيف كه اصولاً با چندين سر در ثانويه كار مي كنند.

ب) ترانسفورماتورهاي فشار قوي كه معمولاً داراي يك ولتاژ ثانويه مي باشند.

4 – دريافت اطلاعات جهت چگونگي كاربرد ترانسفورماتور منظور از اين بحث يافتن اطلاعات بيشتر در جهت كاربرد ترانسفورماتور مورد سفارش است تا بتوانيم به كمك اطلاعات فوق از نظر اقتصادي در محاسبات ترانسفورماتور صرفه جوئي كامل را بنمائيم.

ب) بحث در مورد پارامترهايي كه جهت پيچيدن ترانسفورماتور بايد محاسبه گردند.

1 – محاسبه سطح مقطع حقيقي ترانسفورماتور

2 – محاسبه پارامتر «دور بر ولت» در ترانسفورماتور

3 – محاسبه تعداد دور اوليه

4 – محاسبه تعداد دور ثانويه

5 – محاسبه قطر سيم هاي ثانويه

6 – محاسبه قطر سيم هاي اوليه

7 – محاسبه سطح مقطع ظاهري هستة ترانسفورماتور

8 – چگونگي انتخاب هستة ترانسفورماتور

اگر بخواهيم به هر يك از اين موارد مختصر مواردي را اشاره كرد چنين مي توان گفت كه سطح مقطع هسته بايد اصولاً طوري انتخاب شود نقطه كار ترانسفورماتور در ناحيه قوز منحني باشد بنابراين با توجه به جنس ورقه هاي ترانسفورماتورها و ميزان آمير دور لازم مي توان مقدار C را تغيير داده تا سطح مقطع هسته نيز كمتر يا زيادتر شود ولي با اين عمل نقطة كار ترانسفورماتور از ناحيه اشباع دورتر يا به آن نزديكتر خواهد شد.

بهترين عددي كه براي ورقه هاي ترانسفورماتور پيشنهاد مي شود مقدار C=1.2 مي باشد.

ولي اصولاً در محاسبه ترانسفورماتورهايي كه به عنوان منبع تغذيه در راديوها و ساير وسايل الكتريكي بكار مي رود C=1 و يا C=0.8 انتخاب مي گردد.

اصول كار ترانسفورماتورها بر مبناي القاي الكترومغناطيسي مي باشد كه نيروي محركة الكتريكي بوجود مي آيد.

براي محاسبه قطر سيمهاي ثانويه مي بايد نخست جريانهاي ثانويه محاسبه شود، دو حالت در مورد قدرت ترانسفورماتور مورد بحث قرار مي گيرد در روش اول كه جريانهاي ترانسفورماتور مشخص بوده و در نتيجه اشكالي از اين نظر وجود ندارد، ولي در مورد روش دوم كه قدرت ترانسفورماتور توسط سفارش دهنده مشخص گرديده است مي توان به كمك روابط مقدار جريان ثانويه را محاسبه نمود.

در مورد سيم بنديهاي اوليه ترانسفورماتور حتماً بايد قدرت خروجي ترانسفورماتور محاسبه شده باشد و توجه به مقدار قدرتي كه توسط هسته و سيم بنديها افت مي كند و قابل صرف نظر كردن است همان قدرت خروجي را در مورد اوليه مي توان در نظر گرفت و محاسبات را انجام داد ولي چنانچه جدولي در مورد ضريب بهرة ترانسفورماتور داشته باشيم مي توان با دقت بيشتري محاسبات را انجام داد و ضريب بهره را هم در محاسبات دخالت داد.

در محاسبه سطح مقطع ظاهري هسته ترانسفورماتور مي توان چنين گفت، كه با توجه به اينكه جهت كاهش تلفات فوكو هسته هاي ترانسفورماتور از ورقه هاي مخصوص ساخته مي شوند و
مي بايد اين ورقه ها توسط لايه هاي نازكي از يكديگر در مقابل عبور جريان الكتريسيته عايق شوند. در نتيجه از سطح مقطع واقعي هسته مقداري به جهت وجود عايق كاهش مي يابد و بنابراين هميشه سطح مقطع عملي را از سطح مقطع واقعي قدري بيشتر در نظر گرفت تا جبران كاهش سطح مقطع بشود.

اصولاً ميزان ضخامت عايق ورقه هاي ترانسفورماتورهاي معمولي آنچنان است كه فقط 10 درصد از سطح مقطع كل هسته را تشكيل مي دهد و بنابراين مي بايد پس از محاسبه سطح مقطع حقيقي هسته 10 درصد به مقدار آن اضافه نمود و عدد بدست آمده را سطح مقطع ظاهري هسته مي نامند.

و در مورد هسته مي توان گفت آنچه در انتخاب هسته بايد در نظر گرفته فضايي جهت حلقه هاي اوليه و ثانويه و همچنين عايق لازم جهت هاديها مي باشد.

براي محاسبه وزن هسته (مدار مغناطيسي) حجم آهن خالص مدار مغناطيسي را بر حسب سانتيمتر مكعب تعيين مي كنند. سپس با استفاده از وزن مخصوص ماده اي كه هسته از آن ساخته شده است، وزن هسته را بدست مي آورند.

تجربه نشان داده كه عملاً، براي هر ولت آمپر توان جذب شده توسط آوليه، مي توان 2 سانتيمتر مكعب مدار مغناطيسي منظور داشت.

 

ترانسفورماتور هاي جوشكاري با قوس الكتريكي

جوشكاري با قوس الكتريكي مي تواند به شرح زير انجام شود.

الف) با الكترودهاي آهني سخت، (در جريان مستقيم، جوشكاري با الكترود آهني بدون روپوش امكان پذير است.

ب) با الكترودهاي آهني روپوش دار

ج) با الكترودهاي كربني

در جوشكاري با قوس الكتريكي، عملاً دو الكترود، اتصال كوتاه مي شود. به همين دليل براي جوشكاري با قوس الكتريكي داشتن يك مولد جريان خاص ضروري است اين مولد جريان خاص مي تواند:

يك گروه يكسو كننده ها، يك ژنراتور مخصوص، يا يك ترانسفورماتور مخصوص باشد. يك ترانسفورماتور جوشكاري داراي 2 خصوصيت زير است:

1 – جريان اتصال كوتاه ترانسفورماتور نبايد از جريان نرمال ترانسفورماتور بيش از چند درصد (10 تا 20 درصد) تجاوز كند.

2 – جريان جوشكاري را مي توان به آساني بين دو حد گسترده تنظيم كرد.

براي انجام يك جوشكاري يكنواخت كه در آن جريان جوشكاري به اندازه كافي ثابت باشد بايد ترانسفورماتور را طوري ساخت كه بتواند افت فشار بسيار زيادي را توليد كند. به عبارت ديگر ولتاژ ترانسفورماتور بايد بطور خودكار تنظيم شود. براي اين منظور مي توان سر راه ترانسفورماتور يك مقاومت غير القايي قرار داد. انتخاب اين روش به دليل اثر ژولي، حرارت زيادي توليد
مي كند. و افتهاي اهمي افزايش مي يابد و در نتيجه بازده تأسيسات را پائين مي آورد.

بايد توجه داشت كه ولتاژ بي باري بايد به ولتاژ جوشكاري افت پيدا كند به عبارت ديگر ولتاژ بار داري كه نهايتاً مورد استفاده قرار مي گيرد . 36% ولتاژ بي باري است به همين دليل ترجيح داده مي شود كه مقاومت غير القايي با يك بوبين القايي قابل تنظيم جايگزين شود. اين بوبين با ثانويه ترانسفورماتور سري بسته مي شود. افت مسي و آهني در اين بوبين نسبت به افت در داخل يك مقاومت غير القايي بسيار ضعيف است.

با توجه به اين پيش بيني جريان جوشكاري ثابت مي ماند و تنظيم در ميدان گسترده اي كه توسط سرهاي متعدد بوبين القايي تدارك ديده مي شود به عمل مي آيد.

همچنين مي توان بجاي استفاده از بوبين القايي در ثانويه ترانسفروماتور، از ترانسفورماتور جداري استفاده كرد به ترتيبي كه هسته مركزي شامل سيم پيچي اوليه و ثانويه باشد. سيم پيچ اوليه را ثابت و سيم پيچ ثانويه را متحرك مي سازند. سيم پيچ ثانويه مي تواند نسبت به سيم پيچي اوليه نزديك يا از آن دور شود با جابجا كردن سيم پيچ ثانويه، رلوكتانس مدار مغناطيسي (مقاومت مدار مغناطيسي) تغيير مي كند. اين عمل سبب پراكندگي در فوران مغناطيسي بين دو سيم پيچ شده كه منجر به ثابت ماندن جريان جوشكاري مي شود.

براي تنظيم جريان مي توان از ترانسفورماتور با دو هسته استفاده كرد يكي از هسته ها شامل اوليه و ديگري ثانويه است. در بين اين 2 هسته، هسته متحرك قابل تنظيمي بنام نشت مغناطيسي قرار مي گيرد.

ترانسفورماتور جوشكاري از نوع بوبين القايي يا از نوع پراكندگي مغناطيسي هميشه با يك راكتانس بسيار قوي همراه است.

در ترانسفورماتورهاي جوشكاري سه فازه – يك فازه مدار مغناطيسي شامل سه هسته است كه روي دو هسته بيروني سيم پيچيهاي اوليه و روي هسته وسط سيم پيچي ثانويه پيچيده شده است. در مونتاژ اوليه داراي سه سيم پيچي است و ثانويه هم سه سيم پيچي دارد كه بطور سري بسته شده و جهت پيچيش يكي مخالف ديگري است.

عيب اين كار تغيير ضريب توان متوسط در ارتباط با بار است براي جريانهاي ضعيف جوشكاري اختلاف فاز بصورت پيش فاز و براي جريانهاي زياد جوشكاري اختلاف فاز بصورت پس فاز است در اين حالت باند كوچكي وجود دارد كه در آن ضريب قدرت تقريباً مساوي يك است.

سومين نوع ترانسفورماتور كه بوبين القايي و نشت مغناطيسي ندارد طبق معمول داراي مدار مغناطيسي با دو هسته است. در اين نوع ترانسفورماتور كه سه بوبين دارد بوبين اوليه روي هسته اول پيچيده مي شود بوبين ثانويه روي دومين هسته پيچيده مي شود و بالاخره بوبين سوم روي هر 2 هسته پيچيده مي شود و با سيم پيچي ثانويه سري است و مي تواند تماماً و يا قسمتي از آن در مدار جريان جوشكاري قرار گيرد.

در اين ترانسفورماتورها 8 پريز در نظر گرفته شده كه يك فيش مي تواند الكترود را به ثانويه از طريق پريزها وصل كند.

بر حسب قرار گرفته اين فيش، فوران مغناطيسي بوبين ثانويه و بوبين سوم موافق يا مخالف يكديگر عمل مي كند از اين ترانسفورماتور مي توان يازده مقدار مختلف جريان جوشكاري را كه حداقل آن 45 و حداكثر 225 آمپر است بدست آورد. يك قطع كننده الكتريكي اتصال مخالف را براي جريانهاي ضعيف و اتصال موافق را براي جريانهاي قوي جوشكاري بوجود آورد.

سيم پيچي اوليه از دو قسمت مشابه تشكيل شده است كه براي ولتاژ 220 ولت بطور سري و براي ولتاژ 110 ولت بطور موازي توسط يك اتصال 4 فيشه بسته مي شود.

سيم پيچي ثانويه فوران مغناطيسي اوليه را در بر مي گيرد در حالي كه سيم پيچي سوم فوران پراكندگي سيم پيچي اوليه و ثانويه را در بر مي گيرد. چون فوران پراكندگي در حالت بي باري ناچيز است.