در مقاله ی پیش رو اثر فرکانس بالا بر کارایی ترانس را به تصویر می کشیم. افزایش فرکانس در ترانسفورماتور، چالش ها و مزایای قابل توجهی به همراه دارد. از یک سو طبق رابطه اساسی ترانس، افزایش فرکانس امکان دستیابی به همان میزان توان را با استفاده از هسته ی کوچک تر و سیم پیچی کم حجم تر فراهم می کند.
اما از سوی دیگر، این افزایش، تلفات مغناطیسی در هسته را به شکل قابل توجهی تشدید می کند. این پدیده که عمدتاً به عنوان تلفات هیسترزیس شناخته می گردد، ضمن کاهش بازدهی کلی سیستم باعث ایجاد گرمای بیش از حد خواهد شد. یافتن نقطه تعادل بهینه در طراحی برای دستیابی به حداکثر کارایی، امری حیاتی است.
در ادامه درباره عملکرد این دستگاه بر اثر فرکانس بالا صحبت می کنیم، مقاله ی ما را از دست ندهید.
مشکلات ناشی از فرکانس بالا بر کارایی ترانس
در ابتدای مقاله ی اثر فرکانس بالا بر کارایی ترانس، درباره مشکلات ناشی از این اختلالات در شبکه ی جریان صحبت می کنیم. افزایش فرکانس کاری اگرچه در تئوری امکان طراحی این دستگاه را در قالب های فشرده تر فراهم می سازد، اما در عمل با چالش های جدی برای کارایی مواجه می شود.
افزایش تصاعدی تلفات در هسته مهم ترین مشکل است، که با مجذور فرکانس افزایش می یابد. این پدیده همراه با اثرات پوستی و مجاورتی که تلفات مسی را شدت می بخشند، منجر به تولید حرارت زیاد، کاهش چشمگیر بازده و فشار بر سیستم خنک کاری می گردد. در زیر به دیگر مشکلات ناشی از این پدیده اشاره می نماییم؛
- اثر پوستی
- اثر مجاورتی
- مشکلات مربوط به خنک کاری
- محدودیت های مواد هسته
- نویز و تداخل الکترومغناطیسی
- و...
اثرات اصلی فرکانس بالا بر کارایی ترانس
اثر فرکانس بالا بر کارایی ترانس، بسیار مخرب و زیان آور است. افزایش فرکانس کاری در ترانسفورماتور ها علیرغم امکان پذیر ساختن طراحی های فشرده تر و کم حجم تر، مجموعه ی پیچیده ای از چالش های فیزیکی را به همراه می آورد، که عمدتاً ناشی از رفتار مواد در محدوده های فرکانسی و وابستگی مستقیم برخی پدیده های الکترومغناطیسی به فرکانس است.
این چالش ها در نهایت به صورت مستقیم و غیرمستقیم بر پارامتر کلیدی کارایی تأثیر گذاشته و مزیت اولیه ی کوچک سازی را تحت الشعاع قرار می دهند. کارایی به عنوان نسبتی از توان خروجی به توان ورودی، مستقیماً از طریق افزایش تلفات توان در درون سیستم کاهش می یابد. از جمله این اثرات عبارتند از؛
１. تشدید تلفات مغناطیسی در هسته:
اثر فرکانس بالا بر کارایی ترانس را جدی بگیرید. افزایش فرکانس کاری، تأثیر مستقیم و تعیین کننده ای بر کاهش کارایی ترانسفورماتور دارد. این پدیده عمدتاً از طریق دو مکانیسم وابسته به فرکانس، تلفات هسته را به شدت افزایش می دهد. تلفات هیسترزیس که به دلیل تاخیر در قطبش مغناطیسی مواد هسته رخ داده و مستقیماً با فرکانس نسبت مستقیم دارد.
مهم تر از آن، تلفات گردابی (فوکو) هستند، که ناشی از جریان های القایی درون هسته بوده و با مجذور فرکانس افزایش می یابد. این وابستگی درجه دوم با کاهش شدید بازده کلی سیستم همراه است.
２. تشدید پدیده های نامطلوب در سیم پیچ ها:
اثر فرکانس بالا بر کارایی ترانس، یک پدیده مهم و حائز اهمیت می باشد. در فرکانس های بالا، دو پدیده ی فیزیکی مهم، مقاومت سیم پیچ ها را به شدت افزایش می دهند. اثر پوستی، جریان الکتریکی را به لایه ی سطحی هادی محدود می کند، که باعث کاهش سطح مقطع مؤثر و افزایش مقاومت می شود. اثر مجاورتی این وضعیت را با تحریف بیشتر توزیع جریان تحت تأثیر میدان های مغناطیسی مجاور، تشدید می نماید.
３. الزامات سخت گیرانه تر در انتخاب مواد و خنک کاری:
با افزایش فرکانس، هسته های معمولی مانند؛ آهن نمی‌توانند کار کنند و باید از هسته های ویژه و گران قیمت مثل؛ فریت استفاده کرد. همچنین تلفات الکتریکی به شدت افزایش یافته و گرمای زیادی تولید می کند. اگر این گرما به خوبی دفع نشود، علاوه بر کاهش راندمان خروجی، عمر مفید سیستم کاهش می یابد.
سخن آخر
در مقاله ی بالا درباره ی اثر فرکانس بالا بر کارایی ترانس توضیح دادیم. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره ساز و کار دستگاه و مشاوره غیر حضوری با متخصصین سری به فروشگاه بزرگ طاها ترانس بزنید. در این مجموعه امکان خرید اینترنتی دستگاه برای شما مقدور می باشد.