MEMBUAT TRAFO 1 Fasa

Transformator adalah suatu mesin listrik yang dapat memindahkan energi listrik dari suatu rangkaian ke rangkaian yang lain berdasarkan prinsip induksi elektromagnet. Transformator tenaga direncanakan untuk dapat digunakan sebagai pencatu daya (power supply). Dalam keadaan sederhana transformator mempunyai bagian-bagian sebagai berikut :

1. Kumparan Primer yaitu kumparan trafo yang dihubungkan ke sumber tegangan.
2. Kumparan Sekunder yaitu kumparan trafo yang dihubungkan dengan beban.
3. Inti yang dibuat dari lapisan plat dinamo.

Dari uraian diatas dapat diidentifikasi beberapa bagian yaga di hadapi bila kita akan membuat / merencanakan transformator tenaga satu fasa.

# BAGIAN INTI TRAFO
Fungsi utama inti trafo adalah sebagai jalan atau penghantar garis-garis gaya magnit. Karena fluksi magnet yang mengalir pada inti trafo adalah fluksi bolak-balik, untuk itu diperlukan persyaratan agar kerugian histerisis dan arus pusar dapat ditekan sekecil mungkin. Untuk itu biasanya inti trafo dibuat dari bahan plat baja silikon dengan kadar silikonnya 4-5% dengan ketebalan 0,3 s/d 0,5mm.

Dipasaran tersedia bermacam- macam bentuk bentuk inti trafo dalam bermacam ukuran.Yang perlu diperhatikan disini adalah cara penyusunan pelat-pelat inti trafo, harus diusahakan serapat mungkin, sehingga tidak ada celah udara.
Untuk trafo satu fasa tersedia inti :
1. Bentuk Core ( UI ) : efesiensinya rendah
2. Bentuk Shell ( EI ) : efesiensinya dapat mencapai 80-90%
Yang dapat digunakan adalah inti yang tebalnya 0,5mm yang pada kerapatan fluksi (B)= 1Wb/m²
mempunyai kerugian besi (Pf)=2,3watt/kg

Luas Penampang Inti Trafo
Luas penampang inti trafo akan menentukan daya trafo. Jadi semakin luas penampang suatu trafo akan mempunyai kapasitas daya yang semakin besar pula. Luas penampang inti trafo harus mampu mengalirkan fluksi magnit seluruhnya tanpa menimbulkan panas yang berlebihan. Untuk menentukan luas penampang inti yang diperlukan ,dapat digunakan rumus emperis sebagai berikut :

atau

dimana :
A = Luas penampang dalam satuan cm²
P = Daya out put trafo dalam Volt Amper
f = frekvensi (Hz)

Karena inti trafo berupa plat plat tipis untuk mencapai luas penampang tertentu, harus disusun berlapis-lapis. Penampang inti trafo dapat berbentuk bujur sangkar atau empat persegi panjang . apabila luas penampang inti telah diketahui dan lebar inti sudah di pilih maka jumlah plat inti trafo dapat di hitung yaitu : Berat inti = volume bersih inti x berat jenis inti
dimana berat jenis inti = 7,8

Untuk inti bentuk shell [ EI ] ukuran luas inti di tentukan lebar kaki tengahnya. Dipasaran tersedia bermacam-macam ukuran antara lain E25 , E32 , E38 , E44 dan seterusnya. Angka dibelakang huruf E menunjukkan lebar kaki tengah inti , sedangkan huruf E menandakan bentuk shell.

Daftar  kemampuan daya pada inti trafo .
Inti                           Daya (VA)
M20                          0,06 - 0,1
M30                          0,24 - 0,5
M42                          2      - 4,6
M55                          8      - 18
M65                          16    - 36
M74                          28    - 63
M85                          70    - 150
M102                        130  - 270

E130                         1      - 2
E148                         6,5   - 14
E154                         10    - 23
E160                         16    - 36
E166                         23    - 52
E178                         45    - 102
E184                         61    - 138
E105                         150  - 337
E130                         200  - 440
E150                         256  - 576
E170                         410  - 920

U130                        3,3   - 7,4
U139                        9      - 20
U148                        21    - 47
U160                        52    - 117
U170                        109  - 245
U187                        233  - 524
contoh untuk trafo 25 watt tersedia alternatif M65, E166, U148.

# BAGIAN KUMPARAN

Dalam perencanaan / pembuatan trafo meliputi cara meletakkan kumparan pada intinya , isolasi , jumlah lilitan dan diameter email.

Tata Letak Kumparan
Cara meletakkan / menempatkan kumparan primer dan sekunder trafo dibedakan.
1.Kumparan konsentris ( memusat )
dimana kumparan primer dan sekunder disususn/ dililitkan secara bergantian disepanjang tinggi dari kaki inti.
2.Kumparan Sandwiched ( berlapis ).
dimana kumparan primer dan sekunder ditempatkan berdampingan / bersusun pada kaki inti.

Isolasi
Perencanaan isolasi diterapkan terutama untuk trafo teganggan tinggi .Isolasi pada kumparan trafo dapat terdiri dari kertas atau pita katun. Isolasi dengan email atau yang sejenisnya hanya untuk trafo tegangan rendah, tidak lebih dari 300 volt.

Jumlah Kumparan
Dari rumus pembangkitan tegangan : E = 4,44 . f . N . ɸ didapatkan

karena ɸ = B x A

E = 4,44 x 50 x N x (1,1 x A) x 10-⁴

dimana :
N = lilitan trafo
E = tegangan trafo
f = frekwensi (50Hz)
B = Kerapatan fluksi ( 1- 1,1 Wb/ m² )
A = Luas penampang inti efektif (m²)

Diameter Kawat Email
Untuk menentukan diameter kawat yang digunakan dapat dipakai rumus :

I = arus dalam Amper
S= kerapatan arus dalam satuan A/ mm2

Besarnya kerapatan arus yang di ijinkan untuk kumparan trafo antara 1,4 s/d 6 A/ mm²
Biasanya untuk trafo kecil diambil 3-4 A/mm²


berat tembaga dapat dihitung sebagai berikut
berat tembaga = volume kumparan x berat jenis tembaga
(berat jenis tembaga = 8.9)

Contoh :
Merencanakan trafo 4 Amper, untuk tegangan primer 220V ,tegangan sekunder 6V,12V, 24V dengan keren E 3,2 ,ketebalan keren 3 cm.

Luas keren 9,6 cm² ,  Daya =   -----94 VA

E = 4,44 x f x B x Ax N

N/E = 10000/2344,32        ----- 4,3 lilit/volt

Lilitan primer = 220 x 4,3           ------946 lilit

Lilitan sekunder=6 , 12, 24 V x4,3 ---- + 10 % = 29 , 58 , 113 lilit

Arus primer = VA /220               --------- 0,4 A

Arus sekunder = VA / 24          ------ 4 A

Diameter lilitan primer            ------- 0,35 mm

Diameter lilitan skunder     ------ 1,0 mm