Pada kesempatan kali ini kita akan membahas mengenai jenis jenis trafo baik itu trafo untuk rangkaian elektronika ataupun trafo pada sistem kelistrikan. Transformator atau yang disebut juga dengan trafo ini dapat diklasifikasikan berdasarkan beberapa jenis sesuai dengan keperluannya, diantaranya :
- Menurut klasifikasi Level Tegangan,
- Berdasarkan klasifikasi power supply
- Menurut klasifikasi Penggunaannya
- Menurut klasifikasi struktur inti atau koil
- Berdasarkan Pengaturan Lilitannya
- Berdasarkan Frekuensi Kerjanya
Berikut ini adalah beberapa jenis Trafo berdasarkan pengklasifikasiannya beserta gambarnya..
Jenis Trafo (Transformator) menurut klasifikasi Level Tegangan
1. Trafo Step Up
Transformator step up adalah transformator yang digunakan untuk menaikkan tegangan listrik. Pada trafo ini jumlah lilitan di kumparan sekunder lebih banyak dari pada jumlah lilitan di kumparan primer (Np < Ns). Sehingga, induksi elektromagnetik yang terjadi pada kumparan sekunder akan lebih besar daripada di kumparan primer.
Hal ini yang menyebabkan tegangan pada output trafo ini lebih tinggi dibanding inputnya. Transformator step up biasa digunakan pada daerah pembangkit untuk menaikkan tegangan sebelum ditransmisikan ke jaringan listrik. Selain itu, trafo step up juga banyak ditemui pada rangkaian inverter, televisi, komputer, dan lainnya yang membutuhkan listrik tegangan lebih tinggi.
2. Trafo Step Down
Transformator step down adalah transformator yang digunakan untuk menurunkan level tegangan listrik. Tegangan yang dihasilkan pada terminal output trafo ini akan lebih rendah dari pada tegangan inputnya.
Pada trafo step down memiliki jumlah lilitan di kumparan primer lebih banyak dari pada jumlah lilitan di kumparan sekunder (Np>Ns). Sehingga, induksi elektromagnetik yang terjadi pada kumparan sekunder akan lebih kecil daripada di kumparan primer.
Dengan begitu maka tegangan pada kumparan sekunder akan lebih rendah dibandingkan pada kumparan primer. Transformator step down sering di jumpai pada distribusi energi listrik dari tegangan tinggi menjadi tegangan menengah atau tegangan rendah milik PLN pada tiang-tiang listrik dipinggir jalan.
Jenis Trafo (Transformator) menurut klasifikasi power supply
1. Trafo Satu Fasa
Jenis transformer ini adalah daya yang menggunakan arus bolak-balik satu fasa yang artinya bergantung pada siklus tegangan yang beroperasi dalam satu fasa waktu yang terintegrasi.
Pada variasi frekuensi dan level tegangan yang konstan, transformator mentransfer daya AC dari satu rangkaian ke rangkaian lainnya.
Trafo satu fasa ini memiliki dua jenis kumparan, kumparan primer yang diberikan suplai AC dan kumparan sekunder yang dihubungkan dengan beban. Trafo listrik digunakan untuk inverter domestik dan untuk power supply di daerah non perkotaan.
2. Transformator Tiga Fasa
Pada dasarnya Transformator 3 fasa ini merupakan Transformator 1 fasa yang disusun menjadi 3 buah dan mempunyai 2 belitan, yaitu belitan primer dan belitan sekunder.
Pada prinsipnya metode atau cara merangkai belitan kumparan di sisi primer dan sekunder Transformator, umumnya dikenal 3 cara untuk merangkainya, yaitu hubungan bintang, hubungan delta, dan hubungan zig zag.
Trafo 3 fasa umumnya digunakan pada pembangkit listrik untuk meningkatkan level tegangan dan mentransmisikan daya tinggi dan menyediakan tegangan suplai tiga fasa kepada pelanggan yang memiliki permintaan daya tinggi seperti aplikasi industri dan komersial.
Jenis Trafo (Transformator) menurut klasifikasi Penggunaannya
1. Transformator Daya
Transformator daya digunakan untuk mengubah daya dari satu rangkaian ke rangkaian lain tanpa mengubah frekuensinya.Trafo biasanya berukuran besar dan tidak memiliki bagian yang berputar atau bergerak. Trafo bekerja berdasarkan prinsip induksi timbal balik dan membutuhkan suplai AC.
Biasanya rating trafo adalah sekitar 400 kv, 200 kv, 110 kv, 66 kv, 33 kv. Trafo daya mengubah tegangan untuk arus dalam rangkaian, sementara tidak mempengaruhi daya listrik total. Maka dari itu dibutuhkan listrik tegangan tinggi dengan arus yang kecil dan mengubahnya menjadi listrik bertegangan rendah dengan arus yang besar.
Trafo daya ini biasanya terlihat pada jaringan listrik yang umumnya digunakan untuk tujuan transmisi beban berat.
2. Transformator Distribusi
Pada trafo distribusi menyedikan perubahan tegangan terakhir dalam sistem distribusi tenaga listrik. Untuk trafo jenis ini sama seperti trafo step down yang mengubah tegangan jaringan tinggi menjadi tegangan yang dibutuhkan oleh pelanggan.
Jenis trafo ini biasanya memiliki rating yang rendah seperti 11 kv, 6,6 kv, 3,3 kv, 440 V dan 230 V. Trafo ini berukuran kecil serta besar dan memiliki rating kurang dari 200 MVA. Trafo distribusi biasanya terletak di drop layanan, dimana kabel mengalir dari tiang listrik ke tempat pelanggan.
3. Transformator Pengukuran atau Instrumen
Trafo Pengukuran atau atau Instrument Transformer ini digunakan untuk mengukur kuantitas tegangan, arus listrik dan daya yang biasanya diklasifikasikan menjadi trafo tegangan dan trafo arus listrik dan lain-lainnya. Selain itu, trafo instrumen memiliki relay untuk melindungi sistem tenaga listrik.
3.1 Transformator Arus
CT (Current Transformer) atau yang disebut Trafo arus adalah tipe instrument trafo yang didesain untuk mendukung arus yang mengalir pada kumparan sekunder sebanding dengan arus bolak-balik yang mengalir pada sisi primer.
Secara umum Transformator ini digunakan untuk pengukuran dan melindungi rele pada industri yang memakai tegangan tinggi di mana transformator ini mempunyai fasilitas pengukuran yang aman dalam mengukur jumlah arus yang besar begitu juga dengan tegangan yang tinggi.
3.2 Transformator Potensial
Trafo tegangan atau Potenial Transformer (PT) adalah peralatan instrument yang mentransformasi tegangan sistem yang lebih tinggi ke suatu tegangan sistem yang lebih rendah untuk kebutuhan peralatan indikator, alat ukur/meter dan relai. Transformator ini berfungsi untuk merubah tegangan tinggi menjadi tegangan rendah sehingga dapat diukur dengan Volt meter.
Prinsip kerja dari trafo potensial atau trafo tegangan adalah ketika kumparan primernya dihubungkan parallel dengan jaringan yang akan diukur tegangannya. Lalu voltmeter atau kumparan tegangan wattmeter langsung dihubungkan pada sekundernya. Jadi rangkaian sekunder hampir pada kondisi open circuit. Besar arus primernya tergantung pada beban disisi sekunder. Rancangan trafo tegangan ini sama dengan trafo daya step-down tetapi dengan beban yang sangat ringan.
4. Transformator Proteksi
4.1 Transformator Isolasi
Transformator isolasi memiliki 2 buah gulungan, gulungan pada input akan terpisah dari bagian output sehingga antar gulungan primer tidak akan terhubung ke gulungan sekunder. Biasanya trafo ini digunakan untuk mentransfer daya listrik dari arus bolak-balik sambil mengisolasi perangkat bertenaga untuk alasan keamanan.
Trafo isolasi dapat memberikan isolasi galvanik yang berarti tidak ada jalur konduksi antara sumber dan beban. Trafo isolasi dapat beroperasi sebagai sumber transformator step up atau step down dan memiliki rasio putaran 1 : 1, yang berarti bahwa tegangan primer dan sekunder adalah sama.
Isolasi pada trafo digunakan untuk melindungi terhadap sengatan listrik dan untuk menekan noise listrik di peralatan sensitif. Trafo isolasi digunakan di komputer, alat instrumen atau perangkat elektronik daya.
4.2 Transformator Grounding
Transformator adalah jenis trafo sistem terhubung delta yang digunakan untuk menyediakan jalur ground atau netral dalam sistem tenaga listrik tiga fasa. Hal ini dapat membantu mengurangi transien tegangan ketika terjadi gangguan ground.
Trafo grounding adalah bagian dari sistem pembumian jaringan yang memungkinkan sistem tiga fasa untuk menyesuaikan beban fasa ke netral dengan menyediakan jalur balik untuk arus ke netral. Trafo ini biasanya mencakup trafo kumparan tunggal dengan desain belitan zigzag.
5. Transformator Audio
Transformator audio adalah jenis trafo yang dirancang khusus untuk digunakan dalam membawa sinyal audio pada rangkaian audio. Frekuensi kerja trafo RF berkisar antara 20 Hz hingga 20 KHz.
Trafo RF digunakan untuk multi fungsi seperti untuk menaikkan atau menurunkan tegangan sinyal, mengubah rangkaian dari seimbang menjadi tidak seimbang dan sebaliknya, mengurangi atau menambah impedansi rangkaian, memblokir komponen arus DC dan membiarkan sinyal AC, dan untuk menyediakan isolasi galvanik listrik dari satu perangkat audio ke perangkat lainnya.
Jenis-jenis transformator RF meliputi input mikrofon, saluran input, input phono kumparan-bergerak, saluran output, inter-stage dan daya keluaran, output mikrofon, splitter, konversi impedansi, direct-box, penghilang hum, transformator AF toroidal pengeras suara, dll.
6. Transformator Pulsa
Transformator pulsa digunakan untuk mentransmisikan pulsa listrik persegi panjang dengan besaran konstan dengan waktu naik dan turun yang cepat dari satu rangkaian ke rangkaian lainnya dengan mempertahankan isolasi di antara rangkaiannya. Sinyal pulsa berupa sinyal kecil, atau sinyal berukuran sedang, atau transformator pulsa dengan sinyal tegangan tinggi.
Untuk mengurangi distorsi pulsa persegi panjang, transformator ini harus memiliki induktansi kebocoran yang rendah, memiliki induktansi rangkaian terbuka tinggi serta mempunyai kapasitansi terdistribusi dengan toleransi yang rendah.
Biasanya transformator pulsa memiliki tipe sinyal kecil yang digunakan dalam telekomunikasi dan rangkaian logika digital, transformator pulsa berukuran sedang adalah transformator pulsa daya yang digunakan dalam sistem proteksi, rangkaian kontrol daya, flash kamera, dll. Transformator ini membutuhkan kapasitansi kopling yang rendah untuk melindungi rangkaian sisi primer terhadap transien dari beban listrik.
Sedangkan Transformator pulsa daya besar digunakan dalam konverter daya frekuensi tinggi untuk menghubungkan rangkaian kontrol daya rendah ke terminal gerbang tegangan tinggi semikonduktor daya. Selain itu, juga digunakan dalam akselerator partikel, sistem radar, dan aplikasi daya pulsa lainnya.
Jenis Trafo (Transformator) menurut klasifikasi struktur inti atau koil
1. Transformator Inti Udara
Pada transformator ini, baik kumparan primer dan sekunder diatur pada strip non magnetik. Trafo ini memiliki hubungan fluks di kedua kumparan melalui udara. Induktansi timbal balik di inti udara rendah yang berarti keengganan untuk diberikan pada fluks yang dihasilkan tinggi di media udara. Perangkat elektronik yang lebih kecil menggunakan transformator inti udara yang didasarkan pada kumparan antena.
Trafo inti udara biasanya digunakan pada perangkat komunikasi karena tidak memiliki inti yang membuatnya ideal untuk perangkat portabel. Trafo ini biasanya terletak di sistem transmisi radio.
2. Transformator Inti Besi
Trafo inti besi terdapat kumparan primer dan sekunder yang dipasang pada beberapa pelat besi lunak yang menyediakan koneksi ideal ke fluks. Jika dibandingkan dengan trafo inti udara, trafo ini menawarkan lebih sedikit keengganan terhadap fluks penghubung karena sifat konduktif dan magnetik besi.
Trafo inti besi digunakan untuk membatasi dan mengarahkan perangkat magnetik seperti motor listrik, generator, induktor hal ini karena trafo memiliki kemampuan permeabilitas magnetik yang tinggi.
3. Transformator Inti Ferit
Trafo ini menggunakan inti magnet yang terbuat dari ferit dimana kumparan transformator daya dan bagian lainnya dibuat.
Inti ferit memiliki permeabilitas magnetik yang tinggi, sehingga digunakan dalam aplikasi frekuensi tinggi seperti power supply switching.
Hal ini karena trafo ini memberikan kerugian rendah pada frekuensi tinggi, sehingga mereka digunakan secara luas di inti transformator RF. Transformator inti ferit juga tersedia dalam berbagai ukuran, bentuk tergantung pada kebutuhan aplikasi.
4. Transformator Inti Toroidal
Trafo inti toroidal menggunakan inti magnet yang bentuknya hampir menyerupai cincin atau donat yang disebut toroidal. trafo inti terdiri dari inti magnet berbentuk cincin melingkar dari bahan feromagnetik dimana kawat dililitkan.
Karena desain bawaannya, maka kebocoran induktansi sangat rendah dan memberikan induktansi yang sangat tinggi. Trafo ini biasanya digunakan pada rangkaian elektronika seperti power supply, inverter, dan amplifier.
Jenis Trafo (Transformator) Berdasarkan Pengaturan Lilitannya
Transformator Otomatis
Jenis trafo ini menggunakan kumpuran umum untuk belitan primer dan sekunder. Kumpuran autotransformer memiliki tiga tap dimana sambungan listrik dibuat. Autotransformator ini memiliki kelebihan seperti ukurannya yang lebih kecil, lebih ringan dan lebih murah daripada transformator biasa.
Namun, trafo ini memiliki kekurangan yaitu tidak dapat memberikan isolasi listrik antara rangkaian primer dan sekunder. kemudian juga bisa terjadi kebocoran yang lebih rendah, kerugian yang lebih rendah dan peningkatan rating VA untuk ukuran dan massa tertentu.
Jenis Trafo (Transformator) Berdasarkan Frekuensi Kerjanya
1. Trafo Frekuensi Rendah
Pada trafo frekuensi rendah ini merupakan trafo yang bekerja pada frekuensi audio (20Hz-20kHz) dan frekuensi diatasnya selama masih dalam cakupan frekuensi rendah. Trafo jenis ini biasanya menggunakan inti besi yang lunak, terutama pada penggunaan amplifier audio untuk range frekuensi audio. Contoh transformator yang beroperasi pada frekuensi rendah adalah seperti trafo adaptor dan trafo output/input (OT/IT).
Trafo Adaptor
Trafo adaptor merupakan semacam trafo step down yang ditambahkan dengan rangkaian rectifier (penyearah gelombang) dengan tujuan untuk menghasilkan tegangan dengan arus searah (DC) yang kemudian disebut dengan adaptor.
Dalam adaptor juga biasanya telah ditambahkan rangkaian regulator dengan tujuan agar tegangan yang dihasilkan mendekati DC murni (arus searah tanpa noise). Biasanya trafo adaptor digunakan oleh para hobi elektronika dalam pembuatan proyek sebagai penganti baterai.
Trafo Output/Input
Pada trafo output dan output ini disebut juga dengan trafo OT/IT. Trafo jenis ini digunakan untuk keperluan kopling audio pada rangkaian amplifier yang masih menggunakan sistem push-pull. Trafo OT/IT saat ini masih dipakai pada amplifier merk TOA untuk keperluan gedung-gedung, tempat ibadah dan tempat-tempat lain yang dikhususkan untuk khalayak ramai.
Biasanya amplifier jenis push-pull yang menggunakan trafo OT/IT akan dominan pada suara medium. Contoh trafo Output/Input adalah tipe OT240, Sedangkan trafo output/input lebih sering digunakan untuk keperluan kopling audio pada rangkaian amplifier karena trafo output/input memberikan hasil yang lebih maksimal.
2. Trafo Frekuensi Menengah
Trafo frekuensi menengah disebut juga dengan trafo IF (Intermediate Frequency). Sesuai dengan namanya trafo jenis ini bekerja pada frekuensi menengah. Trafo IF banyak digunakan pada radio-radio penerima AM/FM.
Pada trafo IF sudah terdapat lilitan primer dan sekunder yang di paralel dengan sebuah kapasitor khusus untuk keperluan frekuensi menengah sehingga menjadi sebuah rangkaian resonansi L-C.
Frekuensi IF sudah ada standarisasinya, yang mana untuk keperluan AM (Amplitudo Modulation) frekuensi menengah yang digunakan adalah 455kHz, sedangkan untuk keperluan FM (Frequency Modulation) frekuensi menengah yang digunakan adalah 10,7 MHz.
3. Trafo Frekuensi Tinggi
Pada trafo jenis ini beroperasi pada frekuensi yang tinggi dan banyak digunakan untuk pembangkit frekuensi (osilator), rangkaian resonansi, serta flyback pada televisi tabung. Trafo frekuensi tinggi yang digunakan untuk osilator disebut dengan spul osilator. Lilitan osilator yang umum digunakan biasanya terdapat 2 macam yaitu osilator Hartley dan osilator Coolpits. Selain itu, trafo frekuensi tinggi juga banyak digunakan sebagai trafo resonansi dimana trafo resonansi ini digunakan untuk menyesuaikan impedansi antara antena dan pemancarnya. Trafo resonansi ini biasa disebut juga dengan spul resonansi.
Trafo Switching
Jenis trafo switching merupakan salah satu komponen yang digunakan pada power supply yang menggunakan teknologi switching. Power supply jenis ini menggunakan pembangkitan frekuensi tinggi yang memiliki efisiensi lebih baik dibandingkan power supply biasa yang hanya menggunakan trafo dengan frekuensi rendah.
Trafo switcing memiliki kelebihan dibandingkan trafo step down yang digunakan pada power supply biasa, yaitu terletak pada dimensinya yang jauh lebih kecil. Dengan menggunakan trafo siwitching, dimensi power supply dapat dipangkas hingga 75% dibandingkan power supply biasa. Trafo ini dapat dikatakan sebagai transformator ideal. Trafo switching yang digunakan pada power supply switching banyak digunakan pada peralatan elektronika modern seperti printer, DVD player, receiver televisi, power supply komputer, charger laptop, charger hp dan lain.
