Farklı transformatör tipleri için, ilgili teknik parametrelerle ifade edilebilen, karşılık gelen teknik gereksinimler vardır. Örneğin, güç transformatörünün başlıca teknik parametreleri şunlardır: nominal güç, nominal gerilim ve gerilim oranı, nominal frekans, çalışma sıcaklığı derecesi, sıcaklık artışı, gerilim düzenleme oranı, izolasyon performansı ve nem direnci. Genel düşük frekanslı transformatörler için başlıca teknik parametreler ise şunlardır: dönüşüm oranı, frekans karakteristikleri, doğrusal olmayan bozulma, manyetik koruma ve elektrostatik koruma, verimlilik vb.
Transformatörün temel parametreleri arasında gerilim oranı, frekans özellikleri, nominal güç ve verimlilik yer alır.
(1)Gerilim oranı
Transformatörün gerilim oranı n ile birincil ve ikincil sargıların sarım sayıları ve gerilimleri arasındaki ilişki şu şekildedir: n=V1/V2=N1/N2 burada N1 transformatörün birincil (primer) sargısı, N2 ikincil (sekonder) sargısı, V1 birincil sargının her iki ucundaki gerilim ve V2 ikincil sargının her iki ucundaki gerilimdir. Yükseltici transformatörün gerilim oranı n 1'den küçüktür, alçaltıcı transformatörün gerilim oranı n 1'den büyüktür ve izolasyon transformatörünün gerilim oranı 1'e eşittir.
(2)Nominal güç (P): Bu parametre genellikle güç transformatörleri için kullanılır. Belirtilen çalışma frekansı ve voltajı altında, belirtilen sıcaklığı aşmadan uzun süre çalışabilen güç transformatörünün çıkış gücünü ifade eder. Transformatörün nominal gücü, demir çekirdeğin kesit alanı, emaye telin çapı vb. ile ilişkilidir. Büyük demir çekirdek kesit alanına, kalın emaye tel çapına ve yüksek çıkış gücüne sahip transformatör, nominal güce sahiptir.
(3)Frekans karakteristiği, transformatörün belirli bir çalışma frekans aralığına sahip olduğunu ve farklı çalışma frekans aralıklarına sahip transformatörlerin birbirinin yerine kullanılamayacağını ifade eder. Transformatör frekans aralığının dışında çalıştığında, sıcaklık yükselir veya transformatör normal şekilde çalışmaz.
(4)Verimlilik, transformatörün nominal yükte çıkış gücü ile giriş gücü arasındaki oranı ifade eder. Bu değer, transformatörün çıkış gücüyle orantılıdır; yani, transformatörün çıkış gücü ne kadar yüksekse, verimlilik o kadar yüksek olur; transformatörün çıkış gücü ne kadar düşükse, verimlilik o kadar düşük olur. Transformatörün verimlilik değeri genellikle %60 ile %100 arasındadır.
Nominal güçte, transformatörün çıkış gücünün giriş gücüne oranı, transformatör verimliliği olarak adlandırılır, yani:
η= x100%
Neredeη Burada P1 giriş gücü, P2 ise çıkış gücüdür ve transformatörün verimliliğidir.
Transformatörün çıkış gücü P2, giriş gücü P1'e eşit olduğunda, verimlilikη %100 verimlilikte, transformatör hiç kayıp üretmez. Ancak gerçekte böyle bir transformatör yoktur. Transformatör elektrik enerjisi iletirken her zaman kayıplar üretir; bu kayıplar esas olarak bakır kaybı ve demir kaybını içerir.
Bakır kaybı, transformatörün bobin direncinden kaynaklanan kayıpları ifade eder. Akım bobin direnci üzerinden ısındığında, elektrik enerjisinin bir kısmı ısı enerjisine dönüşür ve kaybolur. Bobin genellikle yalıtımlı bakır tel ile sarıldığı için buna bakır kaybı denir.
Transformatörün demir kayıpları iki yönü içerir. Birincisi histerezis kaybıdır. Alternatif akım transformatörden geçtiğinde, transformatörün silikon çelik levhasından geçen manyetik kuvvet çizgisinin yönü ve boyutu buna göre değişir; bu da silikon çelik levha içindeki moleküllerin birbirine sürtünmesine ve ısı enerjisi açığa çıkarmasına neden olur, böylece elektriksel enerjinin bir kısmı kaybolur; buna histerezis kaybı denir. Diğeri ise girdap akımı kaybıdır. Transformatör çalışırken, demir çekirdekten geçen bir manyetik kuvvet çizgisi vardır ve manyetik kuvvet çizgisine dik düzlemde indüklenen akım oluşur. Bu akım kapalı bir döngü oluşturduğu ve girdap şeklinde dolaştığı için girdap akımı olarak adlandırılır. Girdap akımının varlığı, demir çekirdeğin ısınmasına ve enerji tüketmesine neden olur; buna da girdap akımı kaybı denir.
Transformatörün verimliliği, transformatörün güç seviyesiyle yakından ilişkilidir. Genel olarak, güç ne kadar büyükse, kayıp ve çıkış gücü o kadar küçük olur ve verimlilik o kadar yüksek olur. Tam tersine, güç ne kadar küçükse, verimlilik o kadar düşük olur.
Yayın tarihi: 07-12-2022
