- Jenis Transformer berdasarkan Tingkat Tegangan
- 1. Transformator Step-Down
- 2. Transformator Step-Up
- 3. Transformator Isolasi
- Jenis Transformer berdasarkan bahan Inti
- 1. Transformator Inti Besi
- 2. Transformator Inti Ferit
- 3. Transformator Inti Toroidal
- 4. Transformator Inti Udara
- Jenis Transformer berdasarkan Winding Arrangement
- Jenis Trafo berdasarkan Penggunaan
- 1. Transformer yang digunakan dalam domain Power
- 2. Trafo yang digunakan dalam domain Elektronika
Trafo adalah perangkat yang banyak digunakan dalam domain listrik dan elektronik. Ini adalah perangkat elektromagnetik yang mengikuti prinsip dasar elektromagnetisme yang ditemukan oleh Michael Faraday. Kami telah membahas tentang konstruksi dan pengoperasian Transformers secara rinci di tutorial sebelumnya. Di sini kita akan membahas berbagai jenis transformator yang digunakan dalam berbagai jenis aplikasi. Namun, semua jenis trafo mengikuti prinsip yang sama tetapi memiliki metode konstruksi yang berbeda. Dan dengan sedikit usaha Anda juga dapat membangun trafo Anda sendiri, tetapi saat membangun trafo seseorang harus selalu mengikuti teknik proteksi trafo.
Jenis Transformer berdasarkan Tingkat Tegangan
Transformator dapat memiliki berbagai jenis konstruksi. Transformator tidak memiliki sambungan listrik dari satu sisi ke sisi lain; Namun, dua kumparan yang independen secara elektrik dapat menghantarkan listrik dengan fluks elektromagnetik. Trafo dapat memiliki banyak kumparan atau belitan di sisi primer maupun di sisi sekunder. Dalam beberapa kasus, banyak sisi primer, di mana dua kumparan dihubungkan secara seri, sering disebut sebagai center tapped. Kondisi center tap ini juga terlihat pada sisi sekunder.
Transformator dapat dibangun sedemikian rupa sehingga dapat mengubah tingkat tegangan dari sisi primer ke sisi sekunder. Bergantung pada level tegangan, trafo memiliki tiga kategori. Step Down, Step Up dan Isolation Transformer. Untuk trafo Isolasi, level tegangan untuk kedua sisi sama.
1. Transformator Step-Down
Step down Transformer digunakan dalam domain Elektronika dan Listrik. Trafo step-down mengubah level tegangan primer menjadi tegangan yang lebih rendah di output sekunder. Ini dicapai dengan rasio gulungan primer dan sekunder. Untuk trafo step-down, jumlah lilitan pada sisi primer lebih tinggi daripada sisi sekunder. Oleh karena itu, rasio lilitan keseluruhan primer dan sekunder selalu lebih dari 1.
Dalam elektronik, banyak aplikasi berjalan pada 5V, 6V, 9V, 12V, 24V atau dalam beberapa kasus 48V. Untuk mengubah tegangan stopkontak satu fasa 230V AC ke tingkat tegangan rendah yang diinginkan, diperlukan trafo Step Down. Dalam instrumentasi serta di banyak jenis peralatan listrik, trafo Step-Down adalah persyaratan utama untuk bagian Daya. Mereka juga digunakan dalam adaptor daya dan sirkuit pengisi daya ponsel.
Di bidang kelistrikan, trafo step down digunakan dalam sistem distribusi kelistrikan yang bekerja pada tegangan sangat tinggi untuk memastikan kehilangan yang rendah dan solusi hemat biaya untuk kebutuhan pengiriman daya jarak jauh. Untuk mengubah tegangan tinggi menjadi jalur suplai tegangan rendah, digunakan trafo step down.
2. Transformator Step-Up
Trafo Step Up kebalikan dari trafo step-down. Trafo step up menaikkan tegangan primer rendah menjadi tegangan sekunder tinggi. Sekali lagi ini dicapai dengan rasio rasio lilitan primer dan sekunder. Untuk trafo Step Up, rasio lilitan primer dan lilitan Sekunder tetap kurang dari 1. Artinya jumlah belitan pada belitan sekunder lebih tinggi dari pada belitan primer.
Dalam elektronik, trafo step up sering digunakan dalam stabilisator, inverter dll di mana tegangan rendah diubah menjadi tegangan yang jauh lebih tinggi.
Trafo step-up juga digunakan dalam distribusi tenaga listrik. Tegangan tinggi diperlukan untuk aplikasi terkait distribusi daya. Trafo step up digunakan di grid untuk menaikkan level tegangan sebelum distribusi.
3. Transformator Isolasi
Trafo isolasi tidak mengubah level tegangan apa pun. Tegangan primer dan tegangan sekunder transformator isolasi selalu sama. Ini karena rasio lilitan primer dan sekunder selalu sama dengan 1. Artinya jumlah lilitan pada lilitan primer dan sekunder sama pada trafo isolasi.
Trafo isolasi digunakan untuk mengisolasi primer dan sekunder. Seperti yang telah dibahas sebelumnya, trafo tidak memiliki sambungan listrik antara primer dan sekunder, ia juga digunakan sebagai penghalang isolasi dimana konduksi hanya terjadi dengan fluks magnet. Ini digunakan untuk tujuan keamanan dan untuk membatalkan perpindahan kebisingan dari primer ke sekunder atau sebaliknya.
Jenis Transformer berdasarkan bahan Inti
Trafo mentransfer energi dengan melakukan fluks elektromagnetik melalui bahan inti. Bahan inti yang berbeda menghasilkan kerapatan fluks yang berbeda. Bergantung pada bahan inti, beberapa jenis transformator digunakan dalam domain daya dan elektronik.
1. Transformator Inti Besi
Trafo inti besi menggunakan beberapa pelat besi lunak sebagai bahan inti. Karena sifat magnetis besi yang sangat baik, hubungan fluks dari transformator inti besi sangat tinggi. Dengan demikian, efisiensi trafo inti besi juga tinggi.
Pelat inti besi lunak dapat tersedia dalam berbagai bentuk dan ukuran. Kumparan luka primer dan sekunder atau dibungkus pada kumparan bekas. Setelah itu bekas kumparan dipasang pada pelat inti besi lunak. Bergantung pada ukuran dan bentuk inti, berbagai jenis pelat inti tersedia di pasar. Beberapa bentuk yang umum adalah E, I, U, L, dll. Plat besi itu tipis, dan beberapa plat disatukan untuk membentuk inti yang sebenarnya. Misalnya, inti tipe E dibuat dengan pelat tipis dengan tampilan huruf E.
Trafo inti besi banyak digunakan dan biasanya lebih berat dan bentuknya lebih berat.
2. Transformator Inti Ferit
Trafo inti ferit menggunakan inti ferit karena permeabilitas magnetis yang tinggi. Trafo jenis ini menawarkan kerugian yang sangat rendah dalam aplikasi frekuensi tinggi. Karena itu, transformator inti ferit digunakan dalam aplikasi frekuensi tinggi seperti dalam catu daya mode sakelar (SMPS), aplikasi terkait RF, dll.
Trafo inti ferit juga menawarkan berbagai jenis bentuk, ukuran tergantung pada kebutuhan aplikasi. Ini terutama digunakan dalam elektronik daripada aplikasi listrik. Bentuk yang paling umum pada trafo inti ferit adalah inti E.
3. Transformator Inti Toroidal
Trafo inti toroidal menggunakan material inti berbentuk toroid, seperti inti besi atau inti ferit. Toroid adalah bahan inti berbentuk cincin atau donat dan banyak digunakan untuk kinerja kelistrikan yang unggul. Karena bentuk cincin, induktansi kebocoran sangat rendah dan menawarkan induktansi dan faktor Q yang sangat tinggi. Gulungan relatif pendek dan beratnya jauh lebih sedikit daripada trafo tradisional dengan rating yang sama.
4. Transformator Inti Udara
Trafo Inti Udara tidak menggunakan inti magnet fisik sebagai bahan inti. Hubungan fluks transformator inti-udara seluruhnya dibuat menggunakan udara.
Pada trafo inti udara, kumparan primer disuplai dengan arus bolak-balik yang menghasilkan medan elektromagnetik disekitarnya. Ketika kumparan sekunder ditempatkan di dalam medan magnet, sesuai dengan hukum induksi Faraday, kumparan sekunder diinduksi dengan medan magnet yang selanjutnya digunakan untuk memberi daya pada beban.
Namun trafo inti udara menghasilkan induktansi timbal balik yang rendah dibandingkan dengan material inti fisik seperti besi atau inti ferit.
Ini digunakan dalam elektronik portabel serta aplikasi terkait frekuensi radio. Karena tidak adanya material inti fisik, maka bobotnya sangat ringan. Trafo inti udara yang disetel dengan benar juga digunakan dalam solusi pengisian nirkabel, di mana belitan utama dibuat di dalam pengisi daya dan belitan sekunder terletak di dalam perangkat yang ditargetkan.
Jenis Transformer berdasarkan Winding Arrangement
Trafo dapat diklasifikasikan menggunakan orde belitan. Salah satu jenis yang populer adalah Auto Winding Transformers.
Trafo Winding Otomatis
Hingga saat ini, belitan primer dan sekunder diperbaiki tetapi dalam kasus transformator belitan otomatis, kumparan primer dan sekunder dapat dihubungkan secara seri dan simpul yang disadap tengah dapat digerakkan. Bergantung pada posisi center tap, tegangan sekunder dapat divariasikan.
Otomatis bukanlah bentuk singkat dari Otomatis; melainkan untuk memberi tahu diri atau kumparan tunggal. Kumparan ini membentuk rasio yang terdiri dari dua bagian, primer dan sekunder. Posisi simpul keran tengah menentukan rasio primer dan sekunder sehingga tegangan keluaran bervariasi.
Penggunaan yang paling umum adalah V ARIAC, instrumen untuk menghasilkan AC variabel dari input AC yang stabil. Ini juga digunakan dalam aplikasi terkait transmisi dan distribusi daya di mana saluran tegangan tinggi perlu sering diubah.
Jenis Trafo berdasarkan Penggunaan
Ada beberapa jenis transformer yang juga tersedia yang berfungsi di domain tertentu. Baik elektronik dan sektor kelistrikan, beberapa trafo khusus digunakan sebagai trafo step-down atau step-up berdasarkan aplikasi aplikasi. Jadi, trafo dapat diklasifikasikan seperti di bawah ini berdasarkan penggunaan:
1. Domain Daya
- Transformator Daya
- Transformator Pengukuran
- Transformator Distribusi
2. Domain Elektronik
- Transformator Pulsa
- Transformator Output Audio
1. Transformer yang digunakan dalam domain Power
Dalam Kelistrikan, domain Daya berkaitan dengan pembangkit, pengukuran, dan distribusi daya. Namun, ini adalah bidang yang sangat luas di mana trafo merupakan bagian penting untuk mengakomodasi konversi daya yang aman dan pengiriman daya yang berhasil ke gardu induk dan ke pengguna akhir.
Transformator yang digunakan dalam domain daya dapat berupa outdoor dan indoor tetapi sebagian besar outdoor.
(a) Transformator Daya
Transformator Daya berukuran lebih besar dan digunakan untuk mentransfer energi ke gardu induk atau pasokan listrik publik. Trafo ini bertindak sebagai jembatan antara pembangkit listrik dan jaringan distribusi primer. Bergantung pada peringkat dan spesifikasi Daya, Trafo daya selanjutnya dapat diklasifikasikan ke dalam tiga kategori: Trafo daya kecil, Trafo Daya Menengah, dan Trafo daya besar. Peringkat dapat lebih dari 30KVA hingga 500-700KVA atau dalam beberapa kasus dapat sama dengan atau lebih dari 7000KVA untuk trafo daya terukur kecil. Trafo daya pengenal sedang dapat mencapai 50-100 MVA sedangkan transformator daya pengenal besar mampu menangani lebih dari 100MVA.
Karena pembangkitan daya yang sangat tinggi, pembangunan transformator daya juga penting. Konstruksinya mencakup periferal isolasi yang kokoh dan sistem pendinginan yang seimbang. Transformator daya yang paling umum diisi dengan oli.
Prinsip utama dari transformator daya adalah mengubah arus tinggi tegangan rendah menjadi arus rendah tegangan tinggi. Ini diperlukan untuk meminimalkan kehilangan daya pada sistem distribusi daya.
Parameter penting lainnya untuk transformator daya adalah ketersediaan fasa. Biasanya transformator daya bekerja dalam sistem tiga fasa, tetapi dalam beberapa kasus, transformator daya kecil satu fasa juga digunakan. Trafo Daya Tiga Fasa adalah yang paling mahal dan efisien daripada transformator daya satu fasa.
(b) Transformator Pengukuran
Trafo ukur sering juga disebut sebagai trafo instrumen. Ini adalah instrumen pengukuran lain yang umum digunakan dalam domain daya. Trafo pengukuran digunakan untuk mengisolasi daya utama dan mengubah arus dan tegangan dalam rasio yang lebih kecil menjadi keluaran sekundernya. Dengan mengukur output, Fase, Arus dan Tegangan dari saluran listrik sebenarnya dapat diukur.
Gambar di atas menunjukkan konstruksi trafo arus.
(c) Transformator Distribusi
Ini digunakan pada fase terakhir dari sistem distribusi daya. Trafo distribusi adalah trafo step down, yang mengubah tegangan jaringan tinggi menjadi tegangan yang dibutuhkan pelanggan akhir, 110V atau 230V. Bisa juga fase tunggal atau tiga fase.
Trafo distribusi bisa lebih kecil atau lebih besar, tergantung pada kapasitas konversi atau peringkat.
Trafo distribusi selanjutnya dapat dikategorikan berdasarkan jenis insulasi yang digunakannya. Ini bisa menjadi tipe kering atau bisa dibenamkan dalam cairan. Itu dibuat menggunakan pelat baja laminasi yang sebagian besar dibangun dalam bentuk C sebagai bahan inti.
Trafo distribusi juga memiliki jenis klasifikasi yang berbeda berdasarkan lokasi penggunaannya. Trafo dapat dipasang pada tiang listrik, jika demikian, itu disebut trafo distribusi yang dipasang di tiang. Ini dapat ditempatkan di dalam ruang bawah tanah, dipasang pada bantalan beton (trafo distribusi yang dipasang pada bantalan) atau di dalam kotak baja tertutup.
Umumnya, trafo distribusi memiliki rating kurang dari 200kVA.
2. Trafo yang digunakan dalam domain Elektronika
Dalam elektronik, berbagai transformator miniatur kecil digunakan yang dapat dipasang di PCB atau dapat diperbaiki di dalam selungkup produk kecil.
(a) Transformator Pulsa
Trafo pulsa adalah salah satu trafo yang dipasang di PCB yang menghasilkan pulsa listrik dalam amplitudo konstan. Ini digunakan di berbagai sirkuit digital di mana pembangkitan pulsa dibutuhkan di lingkungan yang terisolasi. Oleh karena itu, transformator pulsa mengisolasi pulsa primer dan sekunder dan mendistribusikan pulsa primer ke rangkaian sekunder, seringkali gerbang atau driver logika digital.
Trafo pulsa yang dibangun dengan benar harus memerlukan isolasi galvanik yang tepat serta kebocoran kecil dan kapasitansi yang menyimpang.
(b) Transformator Output Audio
Audio Transformer adalah trafo lain yang umum digunakan dalam domain elektronik. Ini khusus digunakan dalam aplikasi terkait Audio di mana pencocokan impedansi diperlukan. Trafo audio menyeimbangkan rangkaian amplifier dan beban, biasanya loudspeaker. Trafo audio dapat memiliki beberapa kumparan primer dan sekunder, dipisahkan atau diketuk tengah.
Maka dari itu kita telah membahas berbagai macam jenis trafo, selain itu ada beberapa trafo tujuan khusus lainnya namun diluar cakupan artikel ini.