ELEKTRİK MAKİNALARI

Transformatörler elektrik enerjisini bir gerilim seviyesinden başka bir gerilim seviyesine dönüştüren elektrik makinalarıdır.

Transformatörler hareket eden parçası olmayan elektrik makinalarıdır. Transformatörler elektrik gücünü bir gerilim seviyesinden diğer bir gerilim seviyesine endüksiyon yoluyla dönüştürürler.

Alçak gerilim seviyesinden yüksek gerilim seviyesine dönüşüm yapan transformatörlere yükseltici transformatör, yüksek gerilim seviyesinden alçak gerilim seviyesine dönüşüm yapan transformatörlere de düşürücü transformatör denir.

Transformatörlerin yapısı manyetik bir nüve üzerine sarılmış sargılardan oluşur. Transformatörlerde iki tane sargı bulunur. Kaynak tarafına bağlanan sargıya primer (birincil) sargı, yük tarafına bağlanan sargıya da sekonder (ikincil) sargı denir.

Bir transformatörün primer sargısına alternatif bir gerilim uygulandığında primer sargıdan bir akım geçer ve primer sargıya uygulanan gerilimden 90° geride bir manyetik akı oluşturur. Bu manyetik akı nüve üzerinden devresini tamamlar.

Transformatörlerde sargıların üzerine sarıldığı kapalı manyetik gövdeye nüve denir.

Çekirdek tipi nüve saçlar U-I veya L şeklinde kesilip paketlenerek oluşturulur.

Mantel tipi nüvede ise nüve sargıları kavrayacak şekilde yapılır. Bu nüve şekli küçük güçlü transformatörlerde kullanılır. Nüvenin kesiti her yerde aynı değildir. Sargılar orta bacağa sarılır. Orta bacakta meydana gelen akı yan bacaklarda iki kola ayrılarak devresini tamamlar. Yan bacakların kesiti orta bacaktaki manyetik akının yarısını taşıyacak şekilde seçilir. Mantel tipi nüve, saçlar E-I şeklinde kesilip paketlenerek oluşturulur.

Transformatörlerin sargılarında endüklenen gerilimlerin anlık yönleri sargılara uygulanan gerilimin polaritesine ve sargılarda meydana gelen manyetik akının yönüne bağlı olarak değişir.

Transformatörün primer (veya sekonder) sargısına alternatif bir gerilim uygulandığı zaman N-S manyetik kutupları meydana gelir.

Transformatörler elektrik enerjisini bir gerilim seviyesinden başka bir gerilim seviyesine dönüştüren elektrik makinalarıdır

Sekonder sargı gerilimi primer sargı geriliminden yüksek ise bu tür transformatörlere yükseltici transformatör, sekonder sargı gerilimi primer sargı geriliminden düşük ise bu tür transformatörlere de alçaltıcı veya düşürücü transformatör denir.

Transformatörlerin sargılarında endüklenen gerilimlerin anlık yönleri sargılara uygulanan gerilimin polaritesine ve sargılarda meydana gelen manyetik akının yönüne bağlı olarak değişir. Sargılarda endüklenen gerilimin anlık yönlerinin bulunmasına veya sargı uçlarının işaretlerinin belirtilmesine polarite denir. Transformatörlerin paralel bağlanması veya sargıların kendi aralarında bağlanmasında hangi ucun hangi uca bağlanacağı sargı polaritesine göre kararlaştırılır. Polarite şematik olarak noktalama işaretiyle belirlenir. Polarite sargıların sarım yönüne bağlıdır.

S1 = S2 = 75 kVA

S1 = V1 * I1 = 75000 = 10000I1 

Buradan I1 = 75000/10000 = 7.5 A olarak hesaplanır

Transformatörün primer (veya sekonder) sargısına alternatif bir gerilim uygulandığı zaman N-S manyetik kutupları meydana gelir. Aynı zamanda demir nüveyi oluşturan atomlar da manyetik alanla aynı yönde dizilirler. Manyetik alanın kutupları sargıya uygulanan gerilimin frekansına bağlı olarak yön değiştirir. Manyetik alanını yönü değiştiği zaman atomların dizilişi de yön değiştirir. Meydana gelen bu yön değişiminden dolayı atomlar birbiriyle sürtünürler ve demir nüvede ısı meydana gelir. Meydana gelen bu ısı kaybına transformatörün histeresiz kaybı denir.

Eşdeğer devredeki R1 ve R2 dirençleri primer ve sekondere sargılarının dirençleridir. Transformatörün uyartım akımı uygulanan gerilimden 90 derece geride olduğundan dolayın bu akım uygulanan gerilime paralel bağlı Xm reaktansı ile gösterilir. Xm reaktansına mıknatıslanma reaktansı da denir.

Demir kayıpları nüve kayıpları olarak da isimlendirilir. Bakır kayıpları ise transformatörün sargı dirençlerinden dolayı meydana gelen ısıl kayıplardır.

Üçgen-üçgen bağlantı türünün en büyük avantajı transformatörün faz sargılarından birinin arızalanması durumunda sistemin iki faz ile çalışmasına devam edebilmesidir. Bu bağlantıya açık-üçgen veya V bağlantısı denir.