YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ
ÖĞRENCİNİN D E Ğ E R L E N D İ R M E TOPLAM
MODÜL ADI : GES YÜK TEVZİ MERKEZİ İLE İLETİŞİM
DENEY ADI : TRANSFORMATÖR KAYIPLARI VE ÇEŞİTLERİ (2) DENEY NO :
AMAÇ
Transformatörün çalıştırırken yaşadığı kayıpların neler olduğunu öğrenelim ve bu kayıpların sebebiyle transformatörün verimini etkilediğini göreceğiz. Çalışma ortamlarına göre transformatör çeşitlerinin neler olduğunu öğrendik.
ÖN BİLGİ
Transformatörlerin döner parçaları olmadığından sürtünme ve rüzgâr kayıpları gibi bir takım kayıpları yoktur. Bu nedenle verimleri diğer elektrik makinalarına göre daha yüksektir. Ancak bütün elektrik makinelerinde olduğu gibi transformatörlerin de kayıpları vardır. Bu kayıplar; demir kayıpları ve bakır kayıpları olmak üzere iki çeşittir.
1.Demir Kayıpları: Transformatörde boş çalışmada oluşan kayıplardır. Çok küçük olan boştaki akımın oluşturduğu bakır kayıpları dikkate alınmazsa, boş çalışmada yalnız demir kayıpları söz konusu olur. Demir kayıpların nüve veya çekirdek kayıpları da denilmektedir.
Demir kayıpları histerisiz ve fuko (fukolt) kayıpları olmak üzere ikiye ayrılır.
1.a) Histerisiz Kaybı: Alternatif akımın bir periyotta iki defa yön değiştirmesi iletken malzeme üzerinde hem manyetik hem de elektrik bir etki yaratır. Akımın anlık değerinin değişmesinin sonucu olarak amper-sarımında anlık değeri değişmektedir. Bobin akımının pozitif yönde doymaya kadar sürekli artırırken, negatif yönde sürekli azaltılarak eğri tamamlanır. İşlem tamamlanırken akım sanki alternatif akım gibi yön değiştirir. Dolasıyla histerizis kayıplarının oluşması için alternatif akımın varlığı şarttır. Bu manyetiklik transformatör üzerinde var olan manyetik alana ters yöndedir ve ısı olarak enerji kaybına neden olur. Bu kayba histerisiz kaybı
YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ
denir. Histerisiz kaybı, nüve moleküllerinin frekansa bağlı olarak yön değiştirmesi sırasında moleküllerin birbirleri ile sürtünmeleri sonucu ısı şeklinde ortaya çıkar.
1.b)Fuko(Fukolt) Kaybı: Bir nüve üzerine sarılmış bir bobinden değişken akım geçirildiğinde nüve üzerinde gerilim indüklenir. Bu gerilim nüvede kapalı çevrimler halinde çok sayıda akım yollarının oluşmasına neden olur. Bu olay yalnızca nüve yüzeyinde değil içinde de meydana gelir. Fuko akımları nüvelerde aşırı ısınmaya neden olur. Isınma ise enerjinin kaybı anlamına gelir.
2.Bakır Kaybı: Bakır kaybı genellikle transformatör sargıları veya diğer elektrikli cihazların iletkenlerinde elektrik akımının ürettiği ısı için kullanılan bir terimdir. Transformatörlerdeki bakır kayıpları sargıda kullanılan iletkenin direnci ve iletkenden geçen akımın karesi ile doğru orantılıdır.
Düşük frekanslı uygulamalarda kalın kesitli ve düşük dirençli iletkenler kullanılması ile bakır kaybı minimum seviyelere çekilebilir. Bakır kayıpları 1000 kVA’nın altındaki güçlerde transformatörün görünür gücünün %3 ile % 4’ü kadardır.
Nüve Tipine Göre Çekirdek Tipi Mantel Tip Dağıtılmış Tip
Kullanım Amacına Göre Oto Transformatör
Alçalt. Transformatörler Yükselt. Transformatör Ölçü Transformatörleri
Faz Sayısına Göre
Tek Fazlı Transformatörler Çok Fazlı Transformatörler
BİLGİSAYAR DESTEKLİ UYGULAMALAR
YETAYDIN.com
ÖĞRENCİNİN D E Ğ E R L E N D İ R M E TOPLAM
Nüve Tipine Göre
1. Çekirdek Tipi: Çekirdek tipi nüveler, sargıların yalıtımlarının daha kolay olması sebebiyle aşırı güçlü ve yüksek gerilime sahip transformatörlerde kullanılırlar.
2. Mantel Tip: Bu tip nüvelerde sargılar ortadaki bacağa sarılmıştır. Çekirdek tipi nüvenin tersine, alçak gerilimli ve düşük güçlü transformatörlerde kullanılır.
3. Dağıtılmış Tip: ‘+’ şeklinde bir görüntüye sahiptirler. Bu tip nüvelerde kaçak akıların en alt düzeyde olması sebebiyle boş çalışma akımları düşüktür.
Kullanım Amacına Göre
1. Oto Transformatör: Tek bir sargı hem primer hem sekonder olarak kullanılır. Daha küçük boyut ile daha yüksek verim elde edilir.
2. Yalıtım (İzolasyon) Transformatörleri: Bu tip transformatörlerin amacı gerilim dönüşümü değil, iki devreyi birbirinden yalıtmaktır.
3. Alçaltıcı Transformatörler: En yaygın kullanıma sahip transformatör tipidir. Sekonder sargının gerilimi primerdeki gerilimden düşük ise, bu tip transformatörlere alçaltıcı transformatörler denir. Cep telefonlarımızın şarj aletlerinde ve şarjlı süpürgelerimizde bu tip trafolar kullanılır.
4. Yükseltici Transformatörler: Sekonder sargının gerilimi primerdeki gerilimden yüksek ise bu tip transformatörlere yükseltici transformatörler denir. Televizyonlarda bu tip trafolar kullanılır.
5. Ölçü Transformatörleri: Akım ve gerilim seviyesinin yüksek olduğu yerlerde ölçüm yapılabilmesi için ölçü transformatörleri kullanılmaktadır. Bu sayede ölçümler kolay ve güvenli bir şekilde gerçekleştirilir. Bu trafolar akım transformatörleri ve gerilim transformatörleri olarak ikiye ayrılır.
BİLGİSAYAR DESTEKLİ UYGULAMALAR
Faz Sayısına Göre
1. Tek Fazlı Transformatörler: Tek fazlı transformatörlerde bir tane primer sargısı bulunur. Trafoda bulunan sekonder sargısı bir veya birden fazla olabilir.
2. Çok Fazlı Transformatörler: Çok fazlı transformatörlerde birden fazla primer sargısı bulunur, yani giriş sinyali iki veya daha fazladır. Genellikle bu sarılan faz sayısı üç olur.
Transformatör Verim Hesabı:
,
Verimi %100 olan transformatörlere ideal transformatör adı verilir. Bu transformatörlerin giriş ve çıkı güçleri birbirine eşittir.
ŞEMA
İki Sargılı Transformatör Tek Sargılı Transformatör
BİLGİSAYAR DESTEKLİ UYGULAMALAR
YETAYDIN.com
ÖĞRENCİNİN D E Ğ E R L E N D İ R M E TOPLAM
İŞLEM BASAMAKLARI
1. Transformatör yapısını çeşitleri ve özelliklerini öğrenelim.
2. Transformatörün çalışma durumunda kayıplarını ve verimi hesabını yapalım.
3. Kullanım yerine göre transformatör seçiminde dikkat edeceğimiz özellikleri bilelim.
UYGULAMADA KULLANILAN ARAÇ VE GEREÇLER
Araç ve Gereç Özelliği Açıklamalar
1 2 3 4
SORULAR
1. Transformatör kayıplarını nelerdir.
2. Transformatörün primerinde sargılarına 56 volt uygulanıyor sekonderin kısmında ise akımı 4 A ve dirençi 2 Ω olduğuna göre transformatörün verimi yüzde kaçtır?
3. Kullanım amacına göre transformatör çeşitleri nelerdir?
SONUÇ
