Jenis Transformator
Pelapisan laminasi ini saat dihubungkan bersamaan bersamaan membentuk bentuk inti yang dibutuhkan. Misalnya, dua stempel "E" ditambah dua penutup akhir "I" untuk memberi inti E-I membentuk satu elemen inti transformato transformatorr jenis shell (cangkang) standar. Laminasi individu ini ditumpuk erat bersamaan selama konstruksi Transformator untuk mengurangi keengganan celah udara pada persendian yang menghasilkan kerapatan fluks magnetik jenuh. Laminasi inti transformator biasanya ditumpuk secara bergantian satu sama lain untuk menghasilkan sambungan yang tumpang tindih dengan lebih banyak pasangan laminasi yang ditambahkan untuk membentuk ketebalan inti yang benar. Penumpukan laminasi alternatif ini juga memberi transformator keuntungan Penumpukan keuntungan dari kebocoran fluks dan kehilangan besi yang berkurang. Konstruksi transformator dilaminasi inti E-I banyak digunakan pada transformator isolasi, Transformator step-up dan step-down serta Transformator otomatis.
Pengaturan Susunan Lilitan Transformator Lilitan transformator membentuk bagian penting lain dari konstruksi transformator, karena konduktor arus utama yang ada di sekitar bagian inti yang dilaminasi. Dalam satu fase dua transformator berkelok-kelok, berkelok-kelok, dua lilitan akan hadir seperti yang ditunjukkan. Salah satu yang terhubung ke sumber tegangan dan menciptakan fluks magnetik yang disebut lilitan primer, dan lilitan kedua k edua disebut sekunder dimana tegangan diinduksi akibat induksi timbal balik. Jika tegangan keluaran sekunder kurang dari tegangan masukan primer transformator dikenal sebagai "Transformator step-down". Jika tegangan keluaran sekunder lebih besar maka tegangan masukan primer/utamanya disebut "Transformator Step-up ".
Jenis kawat yang digunakan sebagai konduktor pembawa arus utama dalam lilitan transformator adalah tembaga atau aluminium. Sementara kawat aluminium lebih ringan dan umumnya lebih murah dari pada kawat tembaga, luas penampang konduktor yang lebih besar harus digunakan untuk membawa jumlah arus yang sama seperti tembaga sehingga digunakan terutama pada aplikasi transformator daya yang lebih besar. Daya kVA kecil dan Transformator tegangan yang digunakan pada rangkaian listrik dan elektronik tegangan rendah cenderung menggunakan konduktor tembaga karena memiliki kekuatan mekanik lebih tinggi dan ukuran konduktor lebih kecil dari jenis aluminium setara. Kelemahannya adalah ketika selesai dengan inti mereka, Transformator ini jauh lebih berat. Coil dan lilitan transformator dapat diklasifikasikan secara luas ke lilitan konsentris dan fulungan terjepit. Pada konstruksi transformator jenis inti, lilitan biasanya disusun secara konsentris di sekitar tungkai inti seperti yang ditunjukkan di atas dengan lilitan primer tegangan tinggi dililit pada lilitan sekunder tegangan rendah. Kumparan yang terjepit atau "panekuk" terdiri dari konduktor datar yang dilumuri dalam bentuk spiral dan dinamai demikian karena susunan konduktor ke dalam cakram. Cakram alternatif dibuat dari spiral dari luar ke arah tengah dalam susunan disisipkan dengan lilitan individu yang ditumpuk bersama dan dipisahkan dengan bahan isolasi seperti kertas lembaran plastik. Kumparan berlapis dan lilitan lebih sering terjadi pada konstruksi inti tipe shell.
Lilitan Spital yang juga dikenal sebagai lilitan ulir adalah susunan kumparan berbentuk silinder yang umum digunakan pada aplikasi transformator arus rendah tegangan tinggi. Lilitan terdiri dari konduktor persegi panjang melintang besar yang dililitkan pada sisinya dengan untai terisolasi yang dililitkan secara paralel sepanjang silinder, dengan paengatur jarak yang sesuai disisipkan di antara lilitan atau cakram yang berdekatan untuk meminimalkan arus sirkulasi di antara untaian paralel. Kumparan itu maju ke luar sebagai spiral yang menyerupai lubang pembuka botol. Isolasi yang digunakan untuk mencegah konduktor korsleting bersama dalam transformator biasanya merupakan lapisan tipis pernis atau enamel pada transformator berpendingin udara. Pernis tipis atau cat enamel ini dilukis ke kawat sebelum dililitkan di sekitar inti. Pada transformator daya dan distribusi yang lebih besar, konduktor diisolasi satu sama lain dengan menggunakan kertas atau kain yang diresapi minyak. Seluruh inti dan lilitan dicelupkan dan disegel dalam tangki pelindung yang mengandung minyak transformator. Minyak
transformator bertindak sebagai isolator dan juga sebagai pendingin.
Titik Orientasi Transformator Kita tidak bisa hanya mengambil inti dilaminasi dan membungkus salah satu konfigurasi coil di sekitarnya. Tapi bisa kita mungkin menemukan bahwa tegangan sekunder dan arusnya mungkin berada di luar fase dengan tegangan primer dan arus. Dua lilitan coil memiliki orientasi yang berbeda satu sama lain . Kumparan bisa lilitan di sekitar inti searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam sehingga untuk melacak orientasi relatif mereka "titik" digunakan untuk mengidentifikasi ujung akhir setiap lilitan . Metode untuk mengidentifikasi orientasi atau arah lilitan transformator disebut "titik konvensi ". Kemudian lilitan transformator dililitkan sehingga hubungan fasa yang benar ada antara tegangan yang berkelok-kelok dengan polaritas Transformator yang didefinisikan sebagai polaritas relatif dari tegangan sekunder berkenaan dengan tegangan primer seperti ditunjukkan di bawah ini.
Konstruksi Transformator menggunakan Titik Orientasi
Transformator pertama menunjukkan dua "titik" berdampingan pada dua lilitan . Arus yang tersisa dari titik sekunder adalah "in-phase" dengan arus yang memasuki titik primer/utama. Dengan demikian, polaritas voltase pada titik putus juga dalam fase sehingga bila voltase positif pada ujung buritan coil primer, tegangan pada coil sekunder juga positif pada titik putus. Transformator kedua menunjukkan dua titik pada ujung lilitan yang berlawanan yang berarti lilitan primer dan lilitan sekunder Transformator dililitkan dalam arah yang berlawanan. Hasil dari ini adalah bahwa arus yang meninggalkan titik sekunder adalah 180o "out-of-phase" dengan arus yang memasuki titik primer. Jadi polaritas voltase pada titik-titik putus juga di luar fase sehingga ketika voltase positif pada titik putus coil primer, tegangan pada coil sekunder yang sesuai akan negatif.
Kemudian konstruksi transformator bisa sedemikian rupa sehingga voltase sekundernya bisa berupa "fase-in" atau "out-of-phase" berkenaan dengan tegangan primer. Pada Transformator yang memiliki sejumlah lilitan sekunder yang berbeda, masing-masing diisolasi secara elektrik satu sama lain, penting untuk mengetahui polaritas titik lilitan sekunder sehingga keduanya dapat dihubungkan bersamaan dalam konfigurasi seri-aiding (voltase sekunder dijumlahkan) atau seri-opposing (tegangan sekunder adalah perbedaannya) . Kemampuan untuk menyesuaikan rasio lilitan transformator seringkali diinginkan untuk mengkompensasi efek variasi pada tegangan suplai primer/utama, regulasi transformator atau kondisi beban yang bervariasi. Kontrol voltase transformator umumnya dilakukan dengan mengubah rasio lilitan dan karena itu rasio voltasenya dimana bagian dari lilitan primer pada sisi tegangan tinggi disadap sehingga memungkinkan penyesuaian yang mudah. Penyadapan lebih disukai pada sisi tegangan tinggi karena volt per lilitan lebih rendah dari pada sisi sekunder tegangan rendah.
Perubahan Penyadapan Transformator Primer
Dalam contoh sederhana ini, perubahan penyadapan primer/utama dihitung untuk perubahan voltase supply ± 5%, namun nilai apapun dapat dipilih. Beberapa Transformator mungkin memiliki dua atau lebih lilitan primer atau dua atau lebih sekunder untuk digunakan dalam berbagai aplikasi yang menyediakan voltase berbeda dari satu inti.
Kerugian Inti Transformator Kemampuan besi atau baja untuk membawa fluks magnetik jauh lebih besar daripada di udara, dan kemampuan ini memungkinkan fluks magnetik mengalir disebut permeabilitas. Sebagian besar inti transformator dibangun dari baja karbon rendah yang dapat memiliki permeabilitas pada urutan 1500 dibandingkan dengan hanya 1,0 untuk udara. Ini berarti inti baja dilaminasi dapat membawa fluks magnetik 1500 kali lebih baik dari pada udara. Namun, ketika fluks magnetik mengalir di inti baja transformator, dua jenis kerugian terjadi pada baja. Salah satu disebut "kerugian arus eddy" dan yang lainnya disebut "kerugian histeresis".
Kerugian Histeresis Kehilangan Histeresis Transformator disebabkan karena gesekan molekul terhadap aliran garis gaya magnet yang dibutuhkan untuk inti magnetise , yang terus berubah dalam nilai dan arah pertama dalam satu arah dan kemudian yang lain karena pengaruh sinusoidal. tegangan supply Gesekan molekuler ini menyebabkan panas berkembang yang merupakan kehilangan energi
pada transformator. Kehilangan panas yang berlebihan dapat mempersingkat masa pakai bahan isolasi yang digunakan dalam pembuatan lilitan dan struktur. Oleh karena itu, pendinginan transformator itu penting. Juga, Transformator dirancang untuk beroperasi pada f rekuensi supply tertentu. Menurunkan frekuensi supply akan menghasilkan peningkatan histeresis dan suhu yang lebih tinggi di inti besi. Jadi mengurangi frekuensi supply dari 60 Hertz menjadi 50 Hertz akan meningkatkan jumlah histeresis yang ada, menurunkan kapasitas VA dari transformator.
Kerugian Arus Eddy Kehilangan Arus Eddy Transformator di sisi lain disebabkan oleh aliran sirkulasi arus yang diinduksi ke dalam baja yang disebabkan oleh aliran fluks magnetik di sekitar inti. Arus sirkulasi ini dihasilkan karena fluks magnet intinya bekerja seperti satu lingkaran kawat. Karena inti besi adalah konduktor yang baik, arus eddy yang diinduksi oleh inti besi padat akan menjadi besar. Arus Eddy tidak berkontribusi apa-apa terhadap kegunaan transformator tetapi sebaliknya mereka menentang aliran arus induksi dengan bertindak seperti gaya negatif menghasilkan pemanasan resistif dan kehilangan daya dalam inti.
Laminating Inti Besi
Kehilangan arus eddy dalam inti transformator tidak bisa dihilangkan sama sekali, namun bisa sangat dikurangi dan dikendalikan dengan mengurangi ketebalan inti baja. Alih-alih memiliki satu inti besi padat besar sebagai bahan inti magnetik dari transformator atau coil, jalur magnetik terbagi menjadi beberapa bentuk baja tekan tipis yang disebut "Laminasi". Laminasi yang digunakan dalam konstruksi transformator adalah potongan logam insulasi yang sangat tipis digabungkan untuk menghasilkan inti padat namun dilaminasi seperti yang kita lihat di atas. Laminasi ini diisolasi satu sama lain oleh lapisan pernis atau kertas untuk meningkatkan resistivitas efektif inti sehingga meningkatkan ketahanan keseluruhan untuk membatasi aliran arus eddy. Hasil dari semua insulasi ini adalah bahwa kehilangan daya arus eddy diinduksi yang tidak diinginkan pada intinya sangat berkurang, dan untuk alasan inilah mengapa rangkaian besi magnetik setiap transformator dan mesin elektro-magnetik lainnya dilaminasi seluruhnya. Menggunakan laminasi dalam konstruksi transformator mengurangi kehilangan arus eddy. Hilangnya energi, yang nampak seperti panas akibat histeresis dan arus eddy di jalur magnetik, dikenal umumnya sebagai "kerugian inti transformator". Karena kerugian ini terjadi pada semua bahan magnetik akibat medan magnet bolak-balik.
Kerugian inti transformator selalu hadir dalam transformator setiap kali primer diberi energi, meskipun tidak ada beban yang terhubung ke lilitan sekunder. Juga histeresis dan kehilangan arus eddy ini kadang-kadang disebut sebagai "kerugian besi transformator", karena fluks magnetik yang menyebabkan kerugian ini konstan pada semua beban.
Kerugian Tembaga Tapi ada juga jenis lain dari kehilangan energi yang terkait dengan Transformator yang disebut "kerugian tembaga". Kerugian Tembaga Transformator terutama disebabkan oleh hambatan listrik dari lilitan primer dan sekunder. Sebagian besar kumparan transformator terbuat dari kawat tembaga yang memiliki ketahanan pada Ohm, (Ω) . Resistensi ini menentang arus magnetising yang mengalir melalui mereka. Bila beban dihubungkan ke lilitan sekunder transformator, aliran arus listrik besar di kedua lilitan primer dan lilitan sekunder, kehilangan energi dan listrik (atau I2R ) terjadi sebagai panas. Umumnya kerugian tembaga bervariasi dengan arus beban, hampir nol tanpa beban, dan maksimal pada beban penuh saat arus mengalir maksimal. Nilai Transformator VA dapat ditingkatkan dengan konstruksi desain dan transformator yang lebih baik untuk mengurangi kerugian inti dan tembaga ini. Transformator dengan tegangan tinggi dan nilai arus memerlukan konduktor penampang besar untuk membantu meminimalkan kerugian tembaga mereka. Meningkatkan laju pembuangan panas (pendinginan yang lebih baik) dengan udara paksa atau minyak, atau dengan memperbaiki isolasi transformator sehingga tahan terhadap suhu yang lebih tinggi juga dapat meningkatkan nilai VA transformator.
