ترانسفورماتور جریان (CT)

هدف اصلی ترانسفورماتور جریان تولید از جریان اولیه یک جریان ثانویه متناسب است که می تواند به طور موثر اندازه گیری شود یا برای کنترل مدارهای مختلف استفاده شود. مقادیر جریان بزرگتر را می توان به طور موثر اندازه گیری کرد.
ترانسفورماتورهای جریان را می توان در یک مدار مصنوعی برای اندازه گیری جریان خطا استفاده کرد، که با اندازه گیری ایمن جریان های بزرگ، اغلب در معرض دید ولتاژهای بالا کار می کند. سیم پیچ اولیه به صورت سری با جریان منبعی که باید اندازه گیری شود وصل می شود، در حالی که سیم پیچ اختیاری به طور منظم به یک متر، انتقال یا مقاومت بار متصل می شود تا ولتاژ سطح پایینی را تقویت کند که برای اهداف کنترلی تقویت می شود.

توانایی آن در جداسازی ولتاژ و جریان بالا به مقادیر کم، عملیات ایمن و جابجایی ایمن تجهیزات را تضمین می کند. ترانسفورماتورهای جریان عایق الکتریکی را در میان ابزارهای اندازه گیری و مدارهای برق فشار قوی ارائه می دهند. بنابراین پیش نیازهای عایق الکتریکی را می توان در مدارهای محافظ و ابزار اندازه گیری کاهش داد.

به طور مرتب از هسته هایی با نفوذپذیری موثر بالا در ترانسفورماتورهای جریان برای به حداقل رساندن جریان مغناطیسی و کاهش خطاها استفاده می شود.

یک ترانسفورماتور جریان از جریانی که اندازه گیری می کند تغذیه می شود. نیازی به برق اضافی ندارد. به علاوه، سیگنال خروجی یک سی تی اسکن مستقیماً رله های الکترومکانیکی را خاموش می کند. نیازی به تقویت اضافی ندارد.

ترانسفورماتورهای جریان به طور گسترده به عنوان ترانسفورماتورهای اندازه گیری یا محافظ استفاده می شوند. یکی دیگر از مزایای ترانسفورماتور جریان ساخت ساده و سهولت نصب آن است.

قرار دادن ترانسفورماتور جریان محدودیت های خاصی را برای شکل و اندازه ترسیم می کند. ترانسفورماتور جریان در داخل جعبه ترمینال موتور القایی، در اطراف هادی فاز قرار می گیرد. این حداکثر اندازه هسته ترانسفورماتور را محدود می کند. برای سهولت در نصب می توان از انواع گیره دار استفاده کرد تا ترانسفورماتور بدون جدا کردن هادی فاز از انتهای موتور نصب شود.

ابزارهای مختلف را می توان با یک ترانسفورماتور واحد کار کرد. علاوه بر این، نتایج اندازه‌گیری تحت تأثیر دمای سیم‌پیچ‌ها یا هسته‌های مغناطیسی، اگر در نقاط قابل قبول باشد، قرار نمی‌گیرد.

قطعات آسیب دیده ترانسفورماتور جریان را می توان به راحتی تعویض کرد. ترانسفورماتورهای جریان دارای استحکام مکانیکی قدرتمند و طراحی فشرده هستند. حمل و نقل، نگهداری و نصب آنها دشوار نیست. علاوه بر این، آنها در تمام طول عمر خود بدون نیاز به نگهداری هستند.

ترانسفورماتورهای جریان اجازه اندازه گیری سیگنال های DC را نمی دهند، بنابراین نمی توانند برای تشخیص تخلیه دی الکتریک مناسب باشند. به هر حال، می توان از آنها در اندازه گیری جریان القایی و شکل موج ولتاژ با امپدانس بار اختیاری استفاده کرد. میدان های مغناطیسی خارجی به سختی بر نتایج اندازه گیری تأثیر می گذارد.

ترانسفورماتورهای جریان انواع مختلفی دارند، به عنوان مثال، ترانسفورماتورهای قالبی، جمع بندی، کابل تقسیم هسته ای، سه فاز، ریل DIN، فشرده، انعطاف پذیر، ترانسفورماتور جریان باقیمانده با هسته تقسیم شده و جریان تفاضلی. این انبوه انواع کارکردهای مختلفی دارد.

CT ها را می توان در کاربردهای گسترده ای استفاده کرد، به عنوان مثال، نظارت بر مدار انشعاب، تشخیص خطای پست، تخمین جریان برای تشخیص موتور، اندازه گیری برق صنعتی، و اندازه گیری هوشمند برق.

با استانداردسازی رتبه های سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور جریان، می توان ابزارها را حول این درجه بندی ها یا ارزیابی ها استاندارد کرد و از این رو، کاهش زیادی در هزینه ترانسفورماتورها و ابزارآلات جریان ایجاد می شود.

جریان متناوب را می توان به عنوان جریانی تعریف کرد که به صورت دوره ای مقدار و همچنین جهت آن را با توجه به زمان تغییر می دهد. شکل موج کامل یک جریان متناوب اساساً یک تاج و فرورفتگی را به تصویر می‌کشد. در اینجا، تاج مربوط به حداکثر مقدار دامنه سیگنال، یعنی حداکثر مقدار جریان است، در حالی که فرورفتگی مربوط به حداقل مقدار دامنه سیگنال یا حداقل مقدار جریان است. یک ترانسفورماتور می تواند برای تنظیم جریان متناوب با افزایش یا کاهش مقدار آن در سیستم استفاده شود. تنظیم جریان های متناوب اساسا به کاهش مصرف انرژی و افزایش کارایی سیستم کمک می کند.

فرآیند شارژ باتری نمونه دیگری از کاربردهای روزمره است که از ترانسفورماتورها استفاده می کنند. شارژ باتری اساساً شامل انتقال الکترون از یک ژنراتور الکتریکی به دستگاه ذخیره انرژی یا باتری است. در طول فرآیند شارژ باتری، الکترون‌ها تمایل به جریان غیرقابل کنترل دارند و ممکن است باعث پارگی یا خرابی دستگاه شوند، بنابراین برای محافظت از باتری و جلوگیری از هر گونه آسیب به اجزای تعبیه‌شده در مدار داخلی باتری، ترانسفورماتور استفاده می‌شود. باید بین باتری و منبع شارژ وصل شود. در اینجا، ترانسفورماتور عمدتاً برای تنظیم ولتاژ و جلوگیری از نشت جریان یا عبور جریان افزایش از طریق دستگاه عمل می کند.

کارخانه های تولید فولاد یک نمونه کلاسیک از کاربردهای تجاری هستند که در آن استفاده از ترانسفورماتورها به راحتی قابل مشاهده است. فرآیند تولید فولاد اساساً شامل ذوب، جوشکاری، قالب‌گیری و خنک‌سازی مواد خام است. برای ذوب و جوش دادن عناصر، یک جریان با بزرگی قابل توجهی مورد نیاز است. در حالی که برای خنک کردن عناصر، مقدار جریان نسبتاً کمتری مطلوب است. برای دستیابی به این تنظیم مکرر جریان در طول فرآیند تولید، ترانسفورماتورهای ولتاژ بالا به طور کلی استفاده می شوند. در مورد صنایع تولید فولاد، ترانسفورماتورها تمایل دارند مقادیر ولتاژ را در نقاط مختلف مدار افزایش یا پایین بیاورند و به کاربر کمک می کنند تا جریان مورد نیاز را دریافت کند.

الکترولیز یک کاربرد مهندسی شیمی است که معمولاً از ترانسفورماتور برای عملیات اصلی خود استفاده می کند. به عبارت ساده، فرآیند الکترولیز را می توان به عنوان روشی برای جداسازی ترکیبی همگن یا غیر همگن از عناصر و ترکیبات با تجزیه مواد یونی به مواد ساده‌تر تعریف کرد. الکترولیز به طور کلی شامل قرار دادن مواد نمونه در معرض مجموعه ای از واکنش های شیمیایی و عبور انرژی الکتریکی از محلول ماده نمونه است. واکنش های شیمیایی درگیر در فرآیند الکترولیز از ابتدا تا انتها نیاز به جریان تنظیم شده ای از جریان دارد که به راحتی با کمک ترانسفورماتور قابل دستیابی است.

ترانسفورماتور صوتی یک وسیله الکتریکی است که عموماً برای ایزوله کردن سیگنال های جریان یافته از مدارها و همچنین کمک به تطبیق مقادیر امپدانس منبع و بار استفاده می شود. ترانسفورماتورهای صوتی به طور کلی در تجهیزات صوتی مانند میکروفون، بلندگوها، تقویت کننده های صدا و غیره استفاده می شوند. این نوع ترانسفورماتورها به طور خاص برای کار با سیگنال هایی طراحی شده اند که در محدوده سیگنال صوتی قرار دارند، یعنی سیگنال هایی که مقادیر فرکانس آنها بین 20 است. هرتز تا 20 کیلوهرتز یا به سادگی سیگنال هایی که به درستی برای یک انسان سن متوسط ​​قابل شنیدن است. یک ترانسفورماتور صوتی همچنین می‌تواند با حذف سیگنال‌های ناخواسته یا نویز، سیگنال ورودی را فیلتر کند.

هنگامی که یک ترانسفورماتور به شکل هوا خشک استفاده می شود، می توان از آن برای ایجاد یک اثر خنک کننده استفاده کرد. از این خاصیت ترانسفورماتورها برای ایجاد یک اثر خنک کننده می توان به راحتی در یخچال ها برای سرد و تازه نگه داشتن مواد غذایی استفاده کرد. به غیر از خنک کننده، ترانسفورماتورهای مورد استفاده در یخچال ها و سایر کاربردهای مرتبط، تنظیم ولتاژ لازم را برای جلوگیری از عدم تعادل جریان و ولتاژ فراهم می کنند و در نتیجه ایمنی دستگاه را تضمین می کنند. همچنین، ترانسفورماتورها حتی پس از قطع ناگهانی برق، به حفظ سرمایش یخچال برای مدتی کمک می کنند.

تهویه مطبوع نمونه دیگری از کاربردهای زندگی روزمره را تشکیل می دهد که از ترانسفورماتورها برای عملیات عمومی خود استفاده می کنند برخی از عملیات های اصلی یک تهویه مطبوع که توسط ترانسفورماتور انجام می شود شامل تبدیل مقدار ولتاژ ارائه شده توسط برد مدار به واحد AC است. به مقدار مطلوب مورد نظر کاربر، امکان کار همزمان تهویه مطبوع و فن، کنترل مقدار برق جریان یافته از مدار بر اساس نیاز فعلی و غیره. به روشی مشابه گرمایش، تهویه و هوا دستگاه های تهویه مطبوع نیز از ترانسفورماتورها برای سهولت در عملکرد، بهبود عملکرد و بهینه سازی مصرف برق استفاده می کنند.

مدارهای تثبیت کننده تمایل دارند نمونه دیگری از کاربردهای واقعی را تشکیل دهند که از ترانسفورماتورها استفاده می کنند. مدار تثبیت کننده به طور کلی به وسایل الکتریکی که برای اهداف ایمنی و امنیتی بر روی مقادیر جریان یا ولتاژ بالا کار می کنند متصل می شود. عملکرد اصلی یک مدار تثبیت کننده گرفتن سیگنال ورودی از منبع تغذیه خانگی و تولید سیگنال خروجی است که تقریباً برابر با نیازهای الکتریکی ایده آل سیستم است. یک وسیله الکتریکی که از طریق مدار تثبیت کننده کار می کند، احتمال خرابی یا پارگی نسبتاً کمتری دارد. برای تعدیل و کنترل مکرر سطح ولتاژ یا جریان از طریق دستگاه یا ابزار، معمولاً از یک ترانسفورماتور خودکار در مدار داخلی تثبیت کننده استفاده می شود. ترانسفورماتور تمایل دارد به طور خودکار مقدار ولتاژ یا جریان را پایین بیاورد، در صورتی که ولتاژ یا جریان عبوری از مدار بالا یا پایین شود، با مقایسه آن با مقدار جریان یا ولتاژ ایده آل مورد نیاز.