1. Ana Sayfa
  2. Eğitim
  3. Transformatörlerin Kullanım Alanları

Transformatörlerin Kullanım Alanları

Son güncelleme: 23.05.2011 11:52
Çay Kaşığım Çay Kaşığım foto
  • transformatör nedir - transformatörlerin kullanım alanları nelerdir - transformatör çeşitleri

    Bu gösterişsiz aygıt tam 100 yıl önce elektrik enerjisinin dağıtımına olanaksağladı. Çağdaş yaşamın birçok öğesinin ona dayanmasına rağmen, o halâ teknolojinin isimsiz kahramanlarından biridir.Geçen yüzyılda uygarlığı şekillendiren teknolojik devrim iletişim, ulaşım ve elektrik gücünde meydana gelen temelgelişmelerden doğmuştur. Buluşçuların iletişim ve ulaşım alanlarındaki son başarıları Telefon, televizyon, otomobil,uçak vb. artık günlük yaşamın değişmez parçalan olmuştur. Buna karşılık elektrik enerjisinin her yerde kullanılmasınısağlayan buluş, yaşamlarına girmiş olduğu kişilerce halâ farkedilmemiştir. Bu aygıt hareket etmez, hemen hementümüyle sessizdir, ve genellikle yeraltı depolarında veya perde arkasında saklanır.19. yüzyılda geliştirilmiş bu yetenekli aygıt transformatördür. Transformatör çağdaş elektrik güç sistemlerininayrılmaz bir parçasıdır. Kısaca işlevi, düşük akımlı yüksek gerilimli elektriği, hemen hiç enerji kaybı olmaksızınyüksek akımlı düşük gerilimli duruma (veya tam tersi) dönüştürmektir. Bu dönüşüm önemlidir, çünkü elektrik enerjisien verimli şekilde yüksek gerilimle iletilirken, düşük gerilimlerde kullanılır ve üretilir. Eğer transformatörler olmasaydıüreteçlerle tüketici arasındaki mesafenin en aza indirilmesi hedeflenecek, birçok yerleşim ve endüstri merkezlerininkendilerine ait güç istasyonları kurmaları gerekecek ve elektrik çok daha az kullanışlı bir enerji kaynağı olacaktı.Elektrik güç sistemlerindeki rolüne ek olarak, transformatörler elektrikle çalışan birçok aracın tamamlayıcı elemanıdır.Masa lambaları, pil şarj araçları, oyuncak trenler ve televizyon gibi aygıtların hepsinde gerilimi ayarlamak içintransformatör kullanılır. Pek çok kullanımlarında transformatörün boyutları bezelye iriliğinde küçük olabildiği gibi, 500ton ağırlığında olanları da vardır. Bu makalenin odağı güç sistemlerindeki transformatörler olacaktır, ancak elektriktransformatörlerinin ilkelerinin boyuttan ve uygulamadan bağımsız olarak aynı olduğunu da vurgulamak gerekir.Transformatörün temel işlevini 1831'de elektrik alanında ilk çalışmaları yapmakta olan İngiliz fizikçi Michael Faradaybulmuştur. Elli yıl kadar sonra çağdaş örneğinin gerekli tüm elemanlarına sahip, kullanışlı transformatörün ortayaçıkmasıyla da o zaman henüz yeni olan elektrikle aydınlatma endüstrisinde devrim olmuştur. Yüzyılın sonlarındadeğişken akımlı (a.c.) güç sistemleri tüm dünyada kullanılmaya başlamış ve transformatörler elektrik iletim vedağıtımında anahtar rolünü üstlenmişlerdir.Ancak transformatörün öyküsü 1900'de bitmez. Bugünün transformatörleri yüzyıl başındaki atalarına göre güçbakımından 500, gerilim bakımından 15 kat fazla kapasiteye sahiptir. Güç birimi başına ağırlık 10 kat azalmış veverimlilik genellikle %99'u aşmıştır. Bu gelişmeler kuramsal çalışmaların ve mühendisliğin birleşmesiyle ortayaçıkmıştır.Faraday'ın çalışmaları, 1820'de bir iletkenden geçen elektrik akımının, iletken etrafında manyetik alan yarattığınıgöstermiş olan Danimarkalı fizikçi Hans Cristian Oersted için ilham kaynağı olmuştur. Oersted'in bu keşfi o zamaniçin çok önemlidir, çünkü bu olaya kadar elektrik ve manyetizma birbiriyle ilgisiz kuvvetler olarak bilinmekteydi.Elektrik akımı manyetik alan üretebiliyorsa bir manyetik alan da elektrik akımına yol açabilirdi.1831'de Faraday manyetik alanın bir iletkende akım endükleyebilmesi için alanın değişken olması gerektiğini gösterdi.Faraday, alanın değişmesini, alanı yaratan elektrik devresini açıp kapayarak sağlıyordu; aynı etki, yönü zamanladeğişen bir akımla da sağlanabilirdi. Elektrik ve manyetizmanın bu büyüleyici etkileşimi elektromanyetik endüksiyonolarak bilinir.Endüksiyon en iyi şekilde Faraday'ın bir manyetik alanın yönünü ve kuvvetini anlatmak için ortaya attığı kuvvetçizgileri yoluyla anlaşılabilir. Çember şeklinde sarılmış bir telden geçen akımın yarattığı manyetik alan için çizilmişkuvvet çizgileri şekil 1'de görülmektedir. İlkinden bağımsız ikinci bir tel döngü değişken bir manyetik alan içinekonulduğunda, döngüde içine aldığı kuvvet çizgilerinin zamana göre değişimiyle orantılı bir gerilim oluşur. Yapılanbobin iki sarımlıysa, böyle bir etkileşim her sarımda meydana gelir ve sonuçta gerilim iki katına çıkar; üç sarım varsagerilim üç katına çıkar ve bu durum sarım sayısıyla gerilim arasındaki doğru orantıyı gösterir. (Gerilim yükleri hareketettiren basınç, akım da yüklerin akma oranı olarak düşünülebilir. Bunların çarpımıgerilim volt, akım amperbirimiylewatt olarak elektriksel güce eşittir.)Bir transformatörde akımla beslenen ve manyetik alanı üreten sarıma birincil ("primary") adı verilir. Manyetik alanıtutan sarıma da ikincil ("secondary") denir. Birincil ve ikincil sarım arasında karşılıklı endüksiyon vardır; yani ikincil sarımda akan akım birincilde bir gerilim endüklerken, aynı yolla birincil de ikincil sarımda gerilim yaratır. Ayrıca, birincilsarım kendi kuvvet çizgilerini de içine aldığından kendi üzerinde de gerilim endükler, bu olay özendüksiyon("selfinduction") olarak bilinir ve ikincil sarımda da meydana gelir.Aynı anda sarımlar arasında oluşan karşılıklı endüksiyon ("Mutualinduction") ve her sarımda olan özendüksiyongörüngüleri transformatör işlevinin can alıcı noktasını oluşturur. Bir güç transformatörünün görevini yapabilmesi içinsarımların kusursuz şekilde eşleşmiş olmaları ve her birinin yüksek özendüksiyona sahip olması gerekir. Yani birincilsarımın bütün kuvvet çizgilerinin ikincil tarafından da çevrelenmesi ve belli bir akım değişikliğine karşılık üretilenkuvvet çizgilerinin sayıca fazla olması gerekir. Her iki şart da Faraday'ın ilk deneylerinde yaptığı gibi birincil ve ikincilsarımları demirden yapılmış bir çekirdek etrafına sararak sağlanabilir. Demir, üretilen kuvvet çizgilerini 10000 katartırabilir, bu özelliğe geçirgenlik ("permeability") denir. Demir ayrıca, kuvvet çizgilerini birarada tutarak birincil veikincil sarımların birbirlerinden uzak olmalarına rağmen manyetik olarak iyi bir şekilde eşleşebilmelerini sağlar.İdeal transformatörde bütün kuvvet çizgileri birincil ve ikincil sarımlarından tek tek geçer ve değişken bir manyetikalan sarımların her birinde aynı gerilimi üretir, bir sarımda üretilen gerilim sarımdaki döngü sayısıyla orantılıdır.Transformatörde enerji kaybı yoksa ikincil sarımdan elde edilen gücün birincile verilene eşit olması gerekir; başka birdeyişle ikincil sarımın akım gerilim çarpımının birincildeki akımla gerilimin çarpımına eşit olması gerekir. Bu nedenle ikisarımdaki akımlar gerilimlerle ters orantılı olmalıdır. (Güç ifadeleri ancak akım ve gerilimler aynı fazda ise doğrudur,yüksek özendüktans şartı aynı fazda olmayan akımların ihmal edilebilir büyüklükte olmasını sağlar).Böyle bir ideal transformatör elektrik mühendisine mekanikteki kaldıraca benzer bir araç olur, fakat kaldıraçtakikuvvet ve hareket dönüşümü yerine transformatör gerilim ve akımla ilgilenir. Kaldıraç kolunun uzunlukları yerine,sarım sayısı oranı bu aracın etkili ölçütüdür. Doğal olarak ideal transformatör henüz yapılmamıştır, ancak uygulamadaideale çok yaklaşılmıştır. Demir çekirdekler bütün güç transformatörlerinin ayrılmaz parçalarıdır ve geçmişte olduğugibi günümüzde de düşük direnci nedeniyle bakır, sarımlarda kullanılan en yaygın malzemedir.Bugünün elektrik mühendisi için işin abecesi sayılan ideal transformatör bağıntıları, ilk deneyciler tarafındankesinlikle açık olarak bilinmiyordu. Onların çalıştıkları düzenlemeler idealden çok farklıydı; kötü şekilde eşlenmişsarımlar, saf olmayan demir çekirdekler, öz ve karşılıklı endüksiyon gibi nedenlerle çok karmaşık ve garip durumlarlakarşılaşıyorlardı.Faraday, çalışmalarını daha fazla ilerlemeden bıraktı ancak diğer buluşçuların onun bıraktığı yerden devam edecekleriaçıktı. Gerçekten de birkaç on yıl transformatör benzeri aygıtlarla kimse uğraşmadı. Demir bir çekirdek etrafına tek bi tel sararak yapılan bobinlerle ilgili deneylerin nedeni sadece sarımdaki akım kesildiğinde ortaya çıkan kıvılcımlardı. Budeneyleri yapanlar arasında indüksiyon birimine adını veren Amerikalı Joseph Henry de vardı.Deneylerin bu aşamasında metal çekirdeklerde dolaşan akımın enerji harcadığı kesinlik kazandı. "Eddy akımları"denilen bu kayıpları azaltmak için transformatör içindeki manyetik kuvvet çizgilerine dik doğrultuda iletken olmayançekirdekler üretildi. Bu tip çekirdeklerde düz demir tel demetleri kullanılıyordu.Bu süre içinde yapılan bütün deneylerde kaynak olarak doğru akım bataryaları kullanılıyor, gerekli değişken akımıüretmek için birincil devre açılıp kapatılıyordu. 1860'larda yine Faraday'ın öngörüsüne dayanan bir çeşit üreteç olandinamonun ortaya çıkışıyla değişken akım kolayca elde edilebilir hale geldi. Bir transformatörü değişken akımkaynağına bağlayan ilk kişi, laboratuvarmda yüksek gerilimli güce ihtiyacı olan VVilliam Grove oldu. Çok açık bir ticariuygulaması olmamasına rağmen, bu düzenlemeye Thomas Edison 1880'lerde elektrikle aydınlatma düşüncesiniortaya atana dek kimse gerekli önemi vermedi.Edison bu uygulamayı başlattığında platin filamentli ampuller, akımın filament yerine iki elektrot arasında ark yaptığıark lambaları zaten kullanılıyordu. Her iki çeşit lamba da görevini yapıyordu, ancak elektriksel özellikleri birbirlerinebağlanmaları konusunda bazı güçlükler çıkarıyordu. Öncelikle lambalar seri olarak bağlanmalıydılar ki bu durumdasistemdeki bütün lambaların aynı anda yanıp sönmesi gerekiyordu'.Böyle bir düzenleme sokak aydınlatması için uygun olmasına rağmen, ayrı ayrı lambaları isteğe bağlı olarak açıpkapayamamak ve çok sayıdaki lambanın seri bağlanması halinde ortaya çıkan yüksek gerilimler, ev ve küçükyerleşim birimleri için sorun yaratıyordu. Diğer taraftan her lambanın kendi alt devresi içinde çalıştığı paralel sistemlerise o günün düşük dirençli yüksek akım gerektiren lambalarını beslemek için çok fazla bakır kablo gerektirdiğindenkullanılamıyordu. Edison'un bu alandaki asıl katkısı paralel bağlamayı pratik hale getiren yüksek dirençli karbonfilamentli lambayı bulması olmuştur. Edison karbon filamentli lambalar ve bir doğru akım üreteci kullanarak ilk ticariışıklandırma sistemini 1882'de New York'da kurmuştur.Yaklaşık olarak aynı zamanda transformatörler ilk defa İngiltere'de elektrikli ışıklandırma sisteminde kullanılmıştır. BirFransız buluşçu olan Lucien H.Gaulard ve ingiliz girişimci John D.Gibbs değişken akımlı arkışıklandırması sistemineakkor lambalar eklemek için bir çeşit transformatör kullandılar. Ark lambaları hattan belli bir akım geçecek şekilde seribağlandıkları için, transformatörlerinin birincilini de zorunlu olarak ark lambalarına seri bağladılar. Gaulard ve Gibbsikincil üreteç adını verdikleri bu aygıtın patentini aldılar ve sistemlerini 1883'de İngiltere, 1884'de İtalya'dauyguladılar. İkincil üreteç pek fazla kullanım alanı bulamadı ancak diğer buluşçular arasında birçok düşünceninoluşmasına yardımcı oldu.Gaulard ve Gibbs'in çalışmalarıyla ilgilenenler arasında Budapeşte'deki "Ganz and Company" şirketinden üçmühendis de vardı. Bunlar Italya'daki uygulamayı izlemişler ve seri bağlamanın dezavantajlarını farketmişlerdi. MaxDeri, Otto T.Blâthy ve Kari Zipernovvski adlı bu mühendisler Budapeşte'ye döndüklerinde üreteçlere paralelbağlanabilen birkaç çeşit transformatör yaptılar. Bu transformatörler paralel bağlamaya, açık uçlu demir demetlerdençok daha uygun kapalı çekirdekler kullanılarak iki türde yapılmışlardı. Birinde iletkenler toroid bir demir çekirdeketrafına sarılmış, diğerinde ise demir çekirdeği oluşturan teller toroid şeklinde sarılmış iletkenlerin çevresinedolanmıştı.1885 Mayıs'ında Budapeşte'deki Macar Ulusal Sergisi'nde Deri, Blâthy ve Zipernovvski bugünün ışıklandırmasistemlerinin ilk örneğini sergilediler. Bu sistem, 1350 volt gerilim üreten bir değişken akım üretici kullanıyor ve 75transformatörün parlel bağlanmasıyla 1067 akkor Edison lambasına güç sağlıyordu. Transformatörler toroidşeklindeki demir çekirdek etrafına iletken sarılarak yapılmıştı. Pahalıya mal olmalarına karşın tasarımlanmaamaçlarına, yani düşük gerilimli lambaları yüksek gerilim dağıtma sistemiyle çalıştırmayı başarıyorlardı.George VVestinghouse adlı Amerikalı da Gaulard ve Gibbs'in gösterilerinden etkilenmişti. VVestinghouse 1880'lerdeendüstrideki yerini almıştı ve aydınlatma amaçlı doğal gaz dağıtımıyla ilgileniyordu. Edison'un başarısından sonraelektrikle de ilgilenmeye başladı ancak sistemin uygulanabilirliğinden emin değildi. Kuşkuculuğu boşuna değildi;paralel bir sistemde artan yük artan akım demekti ve bir şehir kadar büyük bir yük çok fazla akım çekecekti. Fakatyüksek akımda güç iletimi verimsizdi, bu nedenle ya çok geniş çaplı bakır kablolar kullanmak veya üreteçleri yüklereçok yakın yerlerde kurmak zorunluydu.Yüksek gerilimde gücün verimli iletimi, göreceli olarak daha ince kablolarla da mümkündü ve birçok insan elektrikenerjisini kullanım noktasındaki gerilimden daha yüksek gerilimlerde iletmenin yollarını arıyordu. VVestinghouse1884'de bu problemi transformatörle çözmek düşüncesinde olan genç bir mühendise, VVilliam Stanley'e göreve verdi.Bu mühendis Gaulard ve Gibbs'in çalışmalarını duyunca VVestinghouse'u transformatör patentleri alma konusundacesaretlendirdi. Paralel bağlamanın üstünlüğüne inanan Stanley, 1885 yılının yazında bazı kapalı çekirdeklitransformatörler tasarlamış bulunuyordu.Kısa bir süre sonra sağlık problemleri nedeniyle, Stanley Pittsburgh'un kirli atmosferinden uzaklaşmak zorunda kaldı.VVestinghouse'un yardımıyla Massachusetts'de Great Barrington'a giderek transformatörler üzerinde çalışmalarınısürdürdü. Bu arada paralel bağlamanın yararına inanmayan VVestinghouse da elektrik mühendisliğinde başka birönder sayılabilecek Oliver. B.Shallenberger'le Gaulard ve Gibbs'in ikincil üreteçleriyle ilgili deneyler yapıyordu.

    1885 Aralığında Stanley, VVestinghouse'u ikna edecek kadar gelişme göstermişti. Bunun üzerine Shallenberger vebaşka bir parlak mühendis olan Albert Schmid'in yardımıyla Stanley'in transformatörünü daha kolay üretilecekşekilde geliştirmeye koyuldular. Bobin çekirdekleri H harfi şeklinde kesilmiş ince demir levhalardan yapılmıştı.Yalıtılmış bakır bobinler H harfinin orta çizgisi etrafına sarılmış ve şeklin uçları ayrı birer demir bantla kapatılmıştı.Stanley, bu şeklin E harfine dönüştürülerek hazır sarılmış bobinlerin şeklin açık uçlarına takılmasını önerdi. Eşeklindeki demir çekirdekler değişik doğrultularda bobinlere sokuluyor ve şeklin açık kalan uçları birleştirilerekmanyetik devre tamamlanıyordu. Bu yapım şekli bugün de yaygın olarak kullanılmaktadır.VVestinghouse Elektrik Şirketi transformatörlerle ilgili ilk patentini 1886'da aldı. Bundan sonraki birkaç ay içinde aynıgrup önceden sarılmış bobinlerin demir çeskirdeklere yerleştirilmesi, transformatörün yağa batırılarak ve havasız birkutu içine konarak soğutulması ve yalıtılmasıyla ilgili patentleri de aldı. Stanley, Great Barrington'da birkaçtransformatör üretti ve 500 voltluk bir sistem kurarak laboratuvarmdan bir mil uzakta olan kente elektrik dağıtmayıbaşardı. Uzak mesafelere verimli iletim yapabileceğini göstermek için elde ettiği elektriği ilk önce transformatörlerinyardımıyla 3000 volta çıkarıyor daha sonra 500 volta indirerek kente gönderiyordul Sistem 16 Mart 1886'da tamamendevreye girdi ve çok başarılı sonuçlar verdi.Edison ve yandaşları değişken akım sistemine karşı hem adalet hem de basın önünde mücadele ettiler ancakonlarınki daha baştan kaybedilmiş bir kavgaydı. Nikola Tesla tarafından yapılan çok fazlı motor, değişken akımdanyararlanmak için önemli bir olanak yarattı. Shallenberger'in "değişken akım vvattsaat ölçeri'ni icat etmesiylemüşterilerin enerji kullanımının doğru şekilde fatura edilmesi sağlandı. Bu iki buluş değişken akımın birkaç özeluygulama dışında her alanda kullanılmasına olanak verdi.Bundan sonraki on yıl 1893 Chicago Dünya Fuarı'nın ışıklandırılması ve ilk ikisi 1895te servise sokulan NiyagaraŞelaleleri'ndeki 5000 beygir gücünde hidroelektrik santrallerin yapılması gibi başarılarla göze çarpan, değişken akımsistemlerinin hızlı yükselişine şahit olundu. Elektrik enerjisi üretimindeki bu sersemletici büyüme, transformatörleride etkiledi. 1895'te Niyagara'da bir şirket bir fırında kullanılmak üzere 750 kva gücündeki ilk transformatörü üretti.Bundan beş yıl sonra 2000 kva gücünde 50.000 volt gerilimde çalışabilen transformatörler yaygın olarakkullanılıyordu.19. yüzyılın sonlarında üretilen transformatörlerin tamamen gelişmiş aygıtlar olduğu iddia edilebilir; aygıtın gerekliparçaları bugüne kadar değişmemiştir. Ancak gerçekte transformatör gelişimine devam etmiştir. Halâ soğutulan ve yalıtılmış demir levhalardan ve bakır bobinlerden oluşan bir aygıt olmasına rağmen transformatörün performansı1900'lerden bugüne önemli ölçüde gelişmiştir. Çağdaş transformatörler 765 kvolt gerilimde çalışmakta ve 1 milyonkva güç taşıyarak 2540 yıl boyunca kullanılabilmektedir.Bu gelişmeler, hızlı büyümesi endüstrideki elektrik kullanımıyla ilgili olan, endüstriyel araştırmaların sonucudur,endüstriyel araştırma çalışanları, en az maliyetle en yüksek performansı ödüllendiren yarışma sistemiyledesteklenerek, yeni ürünler geliştirmek ve eskileri yenilemek için doğal görüngüleri anlamaya çalışmaktadırlar.Rekabet, kullanılan malzemelerin getirdiği sınırlamaları ortadan kaldırmak için gerekli itici gücü sağlarken, bir yandanda gelişmiş malzeme ve kuramlarla daha iyi tasarımlar ve fabrikasyon yöntemlerinin ortaya çıkmasına olanaktanımaktadır.İdeal transformatörü belirleyen ölçütler büyük oranda çekirdeğin özelliklerine dayanır ve en önemli gelişmelerinolduğu bölüm de burasıdır. Çekirdek malzemesinin önemli özellikleri geçirgenlik.doyum ("saturation"), direnç veardılizlem ("hysteresis") kayıplarıdır. Geçirgenlik, yukarıda da değinildiği gibi verilen bir manyetik etki karşılığındamaddede oluşan kuvvet çizgilerinin sayısıyla ilgilidir. Doyum, maddenin dıştan gelen bir manyetik kuvveti yükseltmeyeteneğinin bir düzlüğe eriştiği noktayı göstermek için kullanılır. Bu iki özellik çekirdeğin kullanabileceği gücü belirler.Elektrik dtirenci eddy akımlarına bağlı enerji kayıplarını azalttığı için çekirdek maddesinde aranan bir özelliktir.Buna karşılık ardılizlem, yani manyetik maddelerin "bellek etkisi", transformatörün verimini kötü yönde etkileyen birözelliktir. Manyetize olmuş atom grupları arasındaki etkileşimler, manyetizmanın maddede "kalma" eğilimi nedeniylemanyetik alan azaltıldığında da devam etmekte ve madde manyetik değişikliklere istenen tepkiyi göstermemektedir,transformatördeki bu gecikme değişken akımın her devrinde boşa enerji harcanmasına neden olmaktadır. Çekirdekgelişiminin tarihinde mühendislerin hedefi geçirgenliği, doyumu ve direnci artırırken ardılizlem kaybını azaltmakolmuştur.Bu yöndeki araştırmalar sırasında kullanılan en önemli araçlardan birisi, manyetize olmuş bir malzemede geçirgenlik,doyum ve ardılizlem arasındaki ilişkiyi grafik olarak belirleyen B H eğrisidir. Bu eğride, bir maddede indüklenmişkuvvet çizgileri (B), değişen manyetizma kuvvetinin (H) fonksiyonu olarak çizilir. İki ucu kapanmış geniş bir S harfiniandıran bu eğri transformatörü süren değişken akımın her devrinde aynen izlenir. Grafiğin eğimi geçirgenliği,düzleştiği noktayani S harfinin tepesidoyum değerini ve eğrinin alanı da ardılizlem kaybını gösterir.Bilim adamlarının hedefi bu özelliklerin demirin fiziksel yapısıyla olan ilişkisini açığa çıkarmak olmuştur. Her özellik şuya da bu şekilde demirin kristal yapısı, başka elementlerin karışması ve çeşitli kusurlardan etkilenen atom gruplarıarasındaki etkileşimlere bağlıdır. Bu karmaşık ilişkilerin incelendiği kurama bölge kuramı ("domain theory") denir.Bukuramın çıkarımları araştırmacılara daha iyi transformatör malzemesi yapımında yol gösterir.İnce dövülmüş demir levhalardan yapılmış ilk StanleyVVestinghouse transformatöründe önemli miktarda ardılizlemkaybı vardı. Bu kayıplar, demirin belli üretim kaynaklarından sağlanmasıyla 1900'lerde yarı yarıya azaltıldı.Malzemenin yaşlanması da ayrı bir problem oluyor, transformatör yaşlandıkça kayıplar artıyordu.1900'lerin başında İngiliz malzeme bilimcisi Robert A.Hadfield, demirin özelliklerinin başka madde eklenerek nasıldeğiştirilebileceğini anlamak için uzun bir deneysürecini başlattı. Bu deneyler sonucunda Hadfield ve meslektaşlarıbazı yazılarında çekirdek malzemesi olarak silikonlu demir kullanmaktan söz ettiler. Demire silikon eklenmesiyleardılizlem kayıpları azalıyor, geçirgenlik artıyor, yaşlanma etkisi ortadan kalkıyor ve elektriğe olan dirençyükseliyordu. Ancak silikon katkılı demir üretimi zor bir işlemdi ve Hadfield'in şirketi bile silikonlu demirden yapılmış ilktransformatör levhalarını ancak yedi yıl sonra piyasaya sürebildi. Bundan sonraki 17 yıl içinde silikonlu demir, elektrikendüstrisinde 1920'lerde 340 milyon dolar gibi büyük miktarda tasarruf sağladı.Çekirdek teknolojisinde ikinci atılım Amerikalı metalürjist Norman P.Goss'un 1930'larda ısı altında ve çekerek yapılansilikonlu demir tabakaların çekme yapılan doğrultuda dikkati çeken manyetik özellikleri olduğunu bulmasıyla başladı.Bu işlemin etkisiyle demir kristallerinin asıl eksenleri aynı yöne dönüyor ve birbirini destekler şekilde manyetiketkileşimlere neden oluyordu. Çekirdeği bu malzemeden yapılmış bir transformatörde doyum noktası %50 yükseliyor,ardılizlem kayıpları dört kat azalırken geçirgenlik beş kat artıyordu.Bu buluşun uygulamaya geçirilmesi de çok zorlu ve uzun çabalar sonucunda gerçekleşti. VVestinghouse Electric Co.ile American Rolling Mili şirketi bileşerek bir grup oluştururken General Electric Co. ve Allegheny Ludlum Steel şirketide birleşerek başka bir birlik kurdular, ve hemen bu yeni işlemden yararlanmanın yolarını aramaya başladılar. Bu ikigrup arasında karşılıklı bilgi alışverişinin sağlanmasıyla uygulamaya geçişte kısa zamanda gelişme kaydedildi.Çekirdeği oluşturan metalin özel bir şekilde yönlendirilmesi zorunluluğu, çekirdek üretiminde önemli değişiklikler..

    John W. COLTMAN
    Çeviren: F. Levent DEĞERTEKİN..

    TRANSFORMATÖR ÇESITLERI

    Ülkemizin Avrupa Birligine girme çalismalari dahilinde, 2004 Ocak ayi itibari ile satilan, satin alinan bütün elektrikli cihazlarin üzerinde CE isaretinin bulunmasi gerekmektedir. Bu durum Ufak güçlü transformatörler için de geçerlidir. Bu tip transformatörlerin uymasi gereken uluslararasi standard IEC/EN61558'dir. Iki parçadan olusan bu standardin birinci parçasinda transformatör yapisi ile ilgili genel tanimlar ve kurallar yer alirken, ikinci parçada degisik transformatör çesitlerinin tanimlari ve bu tip transformatörler için uygulanmasi zorunlu direktifler bulunmaktadir. Ikinci parça her geçen gün kullanima giren yeni transformatör tipleri ile yenilenmektedir.Transformatörlerin siniflandirilmasini bilmek sadece transformatörü üreten degil ayni zamanda kullanacak kisiler için de çok önemlidir. Örnegin hastane uygulamalari için kullanilmasi gereken "hastane transformatörleri", endüstriyel sistemlerde gerilim ayari için kullanilan "Kontrol transformatörleri"'nden çok farklidir. Transformatörlerin uygulama yerine göre seçilmemesi durumunda elektrik sisteminin güvenlgi tehlikeye girebilir.

    IEC/EN 61558'de belirtilen transformatör tipleri arasinda en genis kapsamli olan üç tip "Kontrol Transformatörleri", "Izolasyon Transformatörleri" ve "Emniyet-Izolasyon Transformatörleri"dir. Endüstriyel uygulamalalarin çogunda bu üç transformatör tipinden biri kullanilir.

    IEC/EN 61558-2-2 Kontrol Transformatörleri:IEC/EN 61558-2-2 Kontrol transformatörleri için uygulanacak yapisal kurallar ve testleri içermektedir. Kontrol Transformatörlerinin belirleyici özelligi NOMINAL ÇALISMA KOSULLARINDA ETIKETTE BELiRTILEN GERILIM DEGERLERINDEN ÇOK AZ BIR SAPMA GÖSTERMESIdir. Gerilim degerinin en az hatayla kontrol edilmesi için tasarlanmislardir. Izolasyon test gerilimleri yüksek olmadigindan, GÜÇLÜ IZOLASYON GEREKTIREN ÇALISMA BÖLGELERINDE(hastane, oyuncaklar vs.) KULLANILMAMALIDIR.EN 61558-2-4 Izolasyon Transformatörleri:IEC/EN 61558-2-4 Izolasyon transformatörleri için uygulanacak yapisal kurallar ve testleri içermektedir. Izolasyon transformatörlerinin belirleyici özelligi transformatörün IZOLASYON YAPISININ GÜÇLÜ OLMASIDIR. Çikis geriliminin hassasligi kontrol transformatörlerinde oldugu kadar hassas olmayabilir.EN 61558-2-6 Emniyet Izolasyon Transformatörleri:IEC/EN 61558-2-4 Emniyet Izolasyon transformatörleri için uygulanacak yapisal kurallar ve testleri içermektedir. Emniyet Izolasyon transformatörlerinin belirleyici özelligi MAKSIMUM ÇIKIS GERILIMININ 50V OLMASI ve IZOLASYON YAPISININ ÇOK GÜÇLÜ OLMASIDIR. Kapali tip besleme sistemlerinde oldukça yaygin olarak kullanilir.Bir transformatör birden çok standarda uyabilir. Örnegin IEC/EN 61558-2-2 ve 2-6 normlarini karsilayan Kontrol-Emniyet-Izolasyon tipi transformatörler, kullanim alanlarinin genisligi, gerilim degeri hassasligi ve izolasyon gücü nedeniyle yurtdisinda oldukça rahbet görmektedirler.
#23.05.2011 11:46 0 0 0
ByGuneSh ByGuneSh foto
  • Tesekkürler Güzel paylasım yapmıssın fakat Bunu okumak yürek ister :D
    kalbi olan okumasın kalpten gidebilir :D
#23.05.2011 11:52 0 0 0