Transformatör Sarım Oranı, Akım ve Verim Hesaplama

Sarım oranı nedir?

Transformatörün primer ve sekonder sargılarındaki sarım sayılarının oranı, gerilimlerin oranını belirler. İdeal transformatörde:

N1 / N2 = V1 / V2 = I2 / I1

Gerilim sarım sayısıyla doğru, akım ters orantılıdır. Sarım sayısı az olan tarafta gerilim düşük, akım yüksektir. Giren ve çıkan görünür güç eşittir.

Örnek

Primeri 1000, sekonderi 100 sarımlı bir trafoya 230 V uygulanırsa sekonderden 230 × 100 / 1000 = 23 V alınır. Yük 100 VA ise primer akımı 100 / 230 = 0.435 A, sekonder akımı 100 / 23 = 4.35 A olur.

Anma akımları

Etiketteki kVA değeri ve gerilimlerden akımlar bulunur. Tek fazda I = S / V, üç fazda I = S / (√3 × V) kullanılır. 1000 kVA, 34.5 / 0.4 kV bir dağıtım trafosunun sekonder anma akımı 1 000 000 / (1.732 × 400) = 1443 A eder.

Verim

Trafoda iki temel kayıp vardır. Demir kaybı trafo enerjiliyken hep vardır ve yükle değişmez. Bakır kaybı yük akımının karesiyle artar. Verim η = P2 / (P2 + P_fe + x² × P_cu) ile bulunur, burada x yüklenme oranıdır. En yüksek verim bakır kaybının demir kaybına eşitlendiği yükte görülür.

Gerilim regülasyonu

Trafo yüklendiğinde sekonder gerilimi düşer. Boştaki gerilim ile tam yükteki gerilim arasındaki farkın tam yükteki gerilime oranına regülasyon denir. Küçük olması istenir.

Sınırlar

Sarım oranı hesapları ideal transformatör içindir. Sarım sayısından trafo tasarlamak için çekirdek kesiti, akı yoğunluğu, frekans, tel kesiti ve pencere doluluk oranı da gerekir, bu araç onları hesaplamaz. Üç fazlı trafoda bağlantı grubuna göre hat gerilimleri oranı sarım oranından √3 kat farklı olabilir.