Ototransformatör Nedir Nasıl Çalışır

Ototransformatör Nedir Nasıl Çalışır

Bu konuya değinmeden evvel klasik trafoların çalışma prensibine göz atalım.

Transformatörler

Sıradan trafolar AC akım değerini güç ve frekansını değiştirmeden alçaltan ya da yükselten ve Elektromanyetik indüksiyon yolu ile çalışan hareketli parçaları olmayan ve bir primer sargı –demir çekirdek ve bir sekonder sargıdan oluşan elektrik makineleridir. Sargılar demir çekirdekten izole edilmiştir. Transformatörler Gerilim ve akım değerlerini değiştirme işleminde kullanılırlar. Yapısında hareketli parça olmaması sürtünme kayıplarının da olmaması demektir. Bu nedenle verimleri yüksektir. Trafolarda primer sargı (ilk sargı) ve Sekonder sargı ( ikinci sargı) vardır. Bu sargılar demir nüve etrafına sarılmıştır. Primer sargıya V1 gerilimi uygulandığında Sekonder sargıda daha düşük bir gerilim alınıyorsa alçaltıcı tip trafo adını alır. Tersi durumda ise yükseltici tip trafo adını alır.  Çıkışta yüksek gerilim isteniyorsa sargıların daha fazla olmasına dikkat edilir. Primer sargıya gerilim uygulandığında manyetik alan kuvvet çizgileri demir nüve üzerinden geçer. Bunun nedeni ise havanın manyetik direncinin demir nüve manyetik dürencinden yüksek olmasıdır. Bu noktada sargıların sarım sayısı da gerilim değerini etkilemektedir. Hem primer tarafında hem de sekonder tarafında manyetik alan aynı olduğundan aynı frekans değeri söz konusudur. Transformatörler DC akımda çalışmazlar. Bunun nedeni de primer sargı üzerinde sabit gerilim uygulanırsa sabit manyetik alan oluşacaktır. Bu nedenle sekonder sargıda değişken bir manyetik alan olmaması nedeni ile gerilim ölçülmeyecektir. Yani DC akımda trafolar çalışmaz. Çünkü  AC akımın sürekli değişen yapısı indüksiyon yolu ile gerilim ve akım değerlerini değiştirmemizi sağlar. DC akımda ise akımın yönü ve şiddeti sabittir bu nedenle indüksiyon ile sonuç alınamaz. Trafolar AC gerilimi alçaltır veya yükseltir. Böylece AC akımın taşınması kolaylaşmaktadır. Barajdan alınan gerilim trafolar sayesinde yükseltilmektedir. Akım ise düşürülmektedir. Bunun nedeni ısı kaybını önlemektir. Elektrik enerjisi şehir merkezlerine geldiğinde ise gerilim trafolarla düşürülmektedir.

Transformatörler,generatörlerden gelen elektrik enerjisi 10 kilo volt seviyeden 380 kV seviyeye trafolarla yükseltilir. Böylece gerilim yüksek akım ise düşük olur. İletim hattı  boyunca 380 kV gerilimle taşınır. Dağıtım ünitelerinde yine trafolarla  380 KV gerilim 34.5 kV seviyeye indirgenir. Daha sonra 0.4 kV seviyeye çekilir.

 

 

 

Ototrafoların Yapısı

Primer sargısının bir kısmının veya tamamımım sekonder sargısı olarak da kullanıldığı ve her iki sargısı da aynı manyetik alanın etkisinde kalan trafolara ototrafo denir. Ototrafolarda tek sargı bulunur. Bu tek sargı tipi primer veya sekonder olarak kullanılabilir. Sarım sayısının totalde azalması hem işçilikten hem de bobinden kazanç sağlar. Primer ve Sekonder sargı aynı devredir. İşte bu nedenle alımın saç kısımda dolaşmadan ve kaçak akıya neden olmadan yüksek verimli çalışması sağlanır. Oto trafolarda frekans değişimi söz konusu değildir. Trafoların temel görevi olan gerilim ve akımı alçaltıp yükseltmeye yararlar. Güç ise girişte ve çıkışta aynıdır. Bu sistemde ikinci bir sargıya ihtiyaç yoktur. Birçok uç dışarıya çıkarılarak farklı gerilimlerin elde edildiği bu sistemler sanki birer potansiyometre  benzeridir. Fakat potansiyometreler sadece direnci ayarlar Ototrafolar ise sadece gerilim yükseltir alçaltırlar. Gerilim düşürerek asenkron motorlara yol vermede kullanılırlar. Trifaze YG sistemlerin bağlanması da oto trafolarla olmaktadır. Bu sistemlerde sargılar ( Primer ve Sekonder) aynı sargı oldukları için aynı manyetik devre üzerindedirler. Böylece kaçak reaktanslar azalır. Spir başına endüklenen gerilim hem primer hem sekonder sargılarda aynıdır. Bu nedenle  eşit gerilim endükleyen spir sayısı yer olarak işaretlenir.

Bir tarafta öldürücü seviyede yüksek gerilim diğer tarafta tehlikesiz gerilime sahip olan oto transformatörlerin giriş gerilimi ile çıkış gerilimi arasındaki fark büyüktür. Primeri topraklanan kısımda AG uçları ile toprak arasında yüksek gerilim YG bulunur.

Dönüştürme Oranı:

Oto transformatörlerde dönüştürme oranı K= U1/U2=N1/N2=I2/I1 olarak hesaplanır. Sarım sayıları gerilim ile doğru orantılıdır. İdeal yani %100 verimle çalışan bir transformatörde alınan güç = verilen güç hesabı geçerlidir. Verim ise şöyle hesaplanır:

Pp= Ps

Pp: primer (giriş) gücü

Sekonder (çıkış) gücü

Verim= Is.Us / Ip.Up

Is: Sekonder akımı

Us: sekonder gerilimi

Ip: primer (giriş) akımı

Up: Primer gerilimi

Gerçekte daima Ps<Pp” dir.

Oto trafoların Genel Özellikleri:

  • Gerilimi ve akımı yükseltmek ve /veya alçaltmak için kullanılırlar
  • Verim ölçüsünde P (Güç) aktarımı yaparlar.
  • Frekans değiştirmezler.
  • Güç girişte ve çıkışta sabittir.

 

Oto transformatörlerin Faydaları

+ tip gücü azaldıkça nüve kesiti küçülür yani nüve için kullanılan demirden tasarruf söz konusudur.

+diğer trafolara göre regülasyonu daha iyidir

+Bakır kayıplarını önler işçilikten kazanç sağlar.

+Daha hafif ve daha ekonomiktirler.

+Daha az ısınırlar.

+Enerji Nakil hatlarında gerilim düşümlerini karşılamakta kullanılırlar

Ototrafoların Zararları

-Primer ve Sekonder için aynı sargılar kullanıldığı için yüksek gerilim ve alçak gerilim uçlarından biri ortaktır. Ortak uç primerde faz ucu olarak kullanılması sakıncalıdır. Eğer kullanılırsa toprağa karşı 220 Volt  ve diğer uçta 212 volt gerilim oluşur.

– Kısa devre akımları büyüktür bunun nedeni de kısa devre gerilimlerinin çok küçük olmasıdır. Kısa devre gerilimlerini ayarlamak zordur bu yüzden paralel bağlanmazlar.

-Giriş gerilimi ile çıkış gerilimi arasındaki fark büyüktür.

-Primer (giriş) topraklanmış olan bu sistemlerde AG uçları –toprak arasında YG vardır.

Ototrafoların Kullanıldığı Alanlar

  • Ölçü trafosu olarak kullanılırlar
  • Çok sayıda uç çıkarılarak farklı gerilimler elde edilebilir
  • Asenkron Motorlara şebekeye ve motora zarar vermeden yol vermede kullanılırlar.(örneğin 11kw 3 fazlı motor ototrafo ile çalıştırmak)
  • Gerilimi yükseltmek için kullanılırlar.
  • Ototrafolar madencilikte, güç kaynağı üretiminde, aydınlatma sektöründe ve makine sektöründe kullanılırlar. Giriş ve çıkış gerilimleri 3000 volt gerilime kadar değişkenlik gösteren oto trafolar galvanik izolasyon sağlamadan gerilim seviyesini değiştirmede kullanılırlar. Tek fazlı oto trafolar 8 kVA güç ve 28 Kg ağırlıkta üretildikleri gibi 400 kVA güç ve 600 kg ağırlıkta da üretilebilirler. 3 fazlı oto trafolarda güç 500 kVA ve ağırlık 700 kg olabilmektedir. 3 fazlı ototrafolar endüstriyel amaçlı olarak kullanılırlar. Boyut ve fiyat avantajları olması nedeniyle izolasyon ihtiyacı olmayan yerlerde kullanılırlar. Bu trafolar yıldız-yıldız veya üçgen-üçgen bağlantı yapısına sahiptirler.

 

Varyak/ Ayarlı Oto trafolar:

Tek sargılı bakırdan telin sac nüvesine sarılması ile oluşturulan ve değişen kademeleri olan elektrik makinesidir. Sistemde hareketli fırça 330 dereceye kadar dönmektedir ve bu kontrol servo motorla yapılmaktadır. Varyak 110-115-120-220-230-240 volt aralıklarında çalışırlar. Hafif ucuz ve voltaj regülasyonu daha iyi olan bu oto trafoların dez avantajı ise elektriksel bir izolasyonun olmamasıdır. Sistemin ihtiyaçları farklı olduğundan sadece izolasyonun önemli olmadığı sistemlerde varyak kullanılabilir. Giriş voltajı ve çıkış geriliminin aynı olması da tehlikelidir. İki uçlu olan varyak bir ucuna giriş voltajı uygulanır diğer ucundan da (farklı uçlar çıkarılır) istenen gerilim değeri elde edilebilir. Varyaklar İngiltere’de raylı sistemlerde kullanılmaktadır. 25 kV AC gerilime sahip raylı sistemlerin enerji hattının kabloları geçiş yapmaktadır. Bu geçişlerde varyak kullanılmaktadır. Çeşitli ses uygulamalarında ses dağıtım sistemlerinde gerilim değerine uyum sağlamak için de ayarlı ototrafo/ varyak elemanı kullanılmaktadır.

 

Varyak, ototrafolar,ototransformatörler,Ototrafoların Zararları, Ototrafoların yararları,Ototrafoların çalışma prensibi

The following two tabs change content below.

Enerji Mühendisliği

Güncel Teknoloji haberlerinin yayınlandığı platform...

Latest posts by Enerji Mühendisliği (see all)

Enerji Mühendisliği

Güncel Teknoloji haberlerinin yayınlandığı platform...

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Copy Protected by Chetan's WP-Copyprotect.