Pzt-Cumartesi: 08:00/17:00
Trafo Nedir? Çeşitleri Nelerdir?
Transformatörler elektrik enerjisinin bir gerilim seviyesinden başka bir gerilim seviyesine dönüştürülmesi amacıyla kullanılan elektromekanik cihazlardır. Fransızca kökenli “transformatör” kelimesi dönüştürücü anlamına gelir. Transformatörler elektrik iletim ve dağıtım sistemlerinde gerilimi artırarak enerji kayıplarını minimize eder ve daha uzun mesafelere enerji iletimini mümkün kılar.
Aynı zamanda gerilimi düşürerek ev ve iş yerlerine uygun enerji seviyesinde elektrik sağlar. Bu cihazlar doğru akım (DC) ve alternatif akım (AC) sistemlerinde farklı işlevlere sahip olabilirler ancak çoğunlukla AC sistemlerinde kullanılırlar. Alternatif akımın gerilim seviyesini kayıp yaşamadan değiştirme yeteneği transformatörlerin elektrik enerjisinin taşınmasında kritik bir unsur olmasını sağlar.
Trafo (Transformatör) Nasıl Çalışır?
Transformatörler manyetik bir çekirdek üzerine sarılmış iki ya da daha fazla yalıtılmış tel sargısına dayanır. Bu sargılardan biri giriş gerilimini alır ve bu sargıya primer sargı denir. İkinci sargı ise çıkış gerilimini sağlar ve “sekonder sargı” olarak adlandırılır. Primer sargıya uygulanan alternatif gerilim manyetik çekirdek üzerinde değişken bir manyetik alan oluşturur.
Bu manyetik alan, sekonder sargıyı keserek orada da alternatif bir gerilim indükler. Bu sayede giriş gerilimi istenen seviyede çıkış gerilimine dönüştürülür. Transformatörün çalışma prensibi Faraday’ın elektromanyetik indüksiyon yasasına dayanır ve doğru gerilim (DC) yerine sadece alternatif gerilim (AC) ile çalışır. Çünkü DC ile çalışırken manyetik alan sabit kaldığı için sekonder sargıda gerilim indüklenemez.
Transformatörlerin Yapısı
Transformatörler manyetik bir çekirdek ve bu çekirdeğin üzerine sarılmış iki sargıdan oluşur. Manyetik çekirdek, silisli sac levhalardan yapılmış olup, manyetik kayıpları minimize edecek şekilde tasarlanmıştır. Çekirdek üzerindeki sargılar, bakır veya alüminyumdan yapılır ve yalıtılmış halde bulunurlar.
Primer sargı ve sekonder sargı arasında doğrudan bir elektriksel bağlantı yoktur, bu yüzden enerji yalnızca manyetik indüksiyon yoluyla aktarılır. Sargılar, pres bant, mika, yağ ve kağıt gibi çeşitli yalıtım malzemeleriyle sarılarak birbirlerinden ve çekirdekten izole edilir. Bu yalıtım, transformatörün güvenli ve verimli çalışmasını sağlamak için kritik öneme sahiptir.
Transformatörlerin Kullanım Alanları
Transformatörler geniş bir kullanım alanına sahiptir. Elektrik enerjisinin üretildiği santrallerden, şebeke üzerinden tüketiciye iletilmesine kadar her aşamada transformatörlere ihtiyaç duyulur. Elektrik iletim hatlarında gerilimi yükselterek enerji kayıplarını en aza indirir, tüketim noktalarına yaklaşıldığında ise gerilimi düşürerek cihazlar için uygun seviyeye getirir.
Ayrıca sanayi tesislerinde, elektrikli cihazlarda, enerji dağıtım sistemlerinde ve hatta elektronik cihazlarda transformatörler yaygın olarak kullanılır. Özellikle yüksek gerilim iletim hatlarından düşük gerilimli yerleşim yerlerine kadar enerji dönüşümünde kilit bir rol oynarlar. Transformatörler çalışma prensipleri ve kullanım amaçlarına göre farklı türlerde üretilirler. Bu çeşitlilik, enerji sistemlerinde farklı ihtiyaçları karşılayacak çözümler sunar. Aşağıda transformatörlerin çeşitli grupları kısaca ele alınmıştır:
Transformatör Çeşitleri
Kullanım Amacına Göre Transformatör Çeşitleri
Düşürücü Tip Transformatörler
Primere uygulanan gerilim, sekonder sargısından alınan gerilimden büyükse bu tip trafolar “düşürücü transformatör” olarak adlandırılır. Bu trafolar elektrik gerilimini güvenli seviyelere düşürmek için kullanılır ve en yaygın kullanılan transformatör türlerindendir. Zil trafoları ve dağıtım trafoları, düşürücü trafolara örnek olarak gösterilebilir.
Yükseltici Tip Transformatörler
Eğer primere uygulanan gerilim sekonder geriliminden küçükse bu trafolar “yükseltici transformatör” olarak adlandırılır. Yükseltici transformatörler gerilimi artırarak enerji iletim hatlarında ve eski tüplü televizyonlarda kullanılabilir.
Ölçü Transformatörleri
Yüksek gerilim ve akımların standart ölçüm cihazlarıyla doğru bir şekilde ölçülmesi zor olabilir. Bu nedenle ölçü transformatörleri, alternatif akım sistemlerinde akım ve gerilimi ölçmek için kullanılır. Özellikle enerji izleme ve koruma sistemlerinde kritik bir role sahiptirler.
Yalıtım Transformatörleri
Yalıtım transformatörleri, gerilim değerlerini düşürmek veya yükseltmek amacıyla kullanılmaz. Bu transformatörlerin primer ve sekonder sargıları arasında gerilim eşitliği sağlanır. Genellikle nemli ortamlarda veya insan sağlığını korumak amacıyla kullanılırlar, çünkü elektriksel yalıtım sağlayarak güvenliği artırırlar.
Oto Transformatörleri
Oto transformatörlerinde primer sargısının bir kısmı veya tamamı sekonder sargı olarak da kullanılır. Bu transformatörler normal transformatörlerden farklı olarak sadece tek bir sargıya sahiptir ve aynı manyetik alan altında çalışırlar. Bu tip transformatörler enerji sistemlerinde farklı gerilim seviyelerinin elde edilmesini sağlar ve potansiyometre gibi kullanılır.
Faz Sayısına Göre Transformatör Çeşitleri
Tek Fazlı Transformatör
Tek fazlı transformatörler sadece tek fazlı giriş gerilimi için tasarlanmıştır ve primer sargısı da tek bir fazdan oluşur. Sekonder sargısı ise birden fazla olabilir. Bu tür transformatörler genellikle küçük çaplı elektrik uygulamalarında kullanılır.
Çok Fazlı Transformatör
Çok fazlı transformatörlerde primer ve sekonder sargılar iki veya daha fazla fazdan oluşur. En yaygın kullanılan çok fazlı transformatörler üç fazlıdır. Bu transformatörler endüstriyel uygulamalarda ve büyük enerji sistemlerinde kullanılır.
Nüve Tipine Göre Transformatör Çeşitleri
Çekirdek Tip Transformatör
Bu transformatörler büyük güçlerde ve yüksek gerilim seviyelerinde kullanılırlar. Çekirdek tipi transformatörler yalıtım için daha fazla alan sunarak daha güvenli ve verimli enerji aktarımı sağlarlar. Endüstriyel tesislerde ve elektrik iletim hatlarında yaygın olarak tercih edilirler.
Mantel Tip Transformatör
Mantel tip transformatörler genellikle düşük güçlü uygulamalarda kullanılan bir transformatör türüdür. Yapısal olarak, sargılar daha korunaklı bir şekilde tasarlanmıştır ve bu da mıknatıslanma akımlarının daha düşük olmasını sağlar. Bu transformatörler küçük ölçekli enerji transferi işlemlerinde tercih edilir ve düşük enerji kayıpları sunar.
Dağıtılmış Tip Transformatör
Dağıtılmış tip transformatörlerin nüvesi, üstten bakıldığında “+” şeklinde bir yapıya sahiptir. Bu tasarım, boşta çalışma sırasında akım kayıplarını ve iç gerilim düşümlerini minimum seviyeye indirir. Ayrıca bu transformatörlerin soğutulması kolaydır ve genellikle endüstriyel uygulamalarda kullanılır. Bu tip transformatörler enerji verimliliği açısından avantajlıdır.
Kuru Tip Transformatör
Kuru tip transformatörler yağsız çalışan transformatörlerdir. Soğutma işlemi doğal hava akışı ile veya fan yardımıyla gerçekleştirilir. Yağ kullanımı olmadığı için bu transformatörler daha çevre dostudur ve yangın riski daha düşüktür. Genellikle kapalı alanlarda, yarı açık trafo merkezlerinde ve binaların enerji ihtiyaçlarını karşılamak için kullanılırlar.
Yağlı Tip Transformatör
Yağlı tip transformatörler genellikle çekirdek tipinde bir nüveye sahiptir ve enerji iletim ve dağıtım sistemlerinde yaygın olarak kullanılırlar. Bu transformatörlerde, nüve ve sargılar tamamen yağın içine daldırılmış durumdadır. Kullanılan yağın temel amacı transformatörün soğutulmasını sağlamak ve elektriksel yalıtımı artırmaktır. Bu sayede, transformatör daha verimli ve güvenli bir şekilde çalışır.