एक ट्रांसफार्मर एक विद्युत चुम्बकीय उपकरण है जिसका उपयोग एक वोल्टेज और आवृत्ति के प्रत्यावर्ती धारा को एक अलग (या बराबर) वोल्टेज और समान आवृत्ति के प्रत्यावर्ती धारा में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है।
विषय
ट्रांसफार्मर का उपकरण और संचालन
सबसे सरल मामले में ट्रांसफार्मर घुमावों की संख्या के साथ एक प्राथमिक वाइंडिंग शामिल है W1 और एक माध्यमिक घुमावों की संख्या के साथ W2. प्राथमिक वाइंडिंग को ऊर्जा की आपूर्ति की जाती है, भार माध्यमिक से जुड़ा होता है। ऊर्जा का स्थानांतरण विद्युत चुम्बकीय प्रेरण द्वारा किया जाता है। विद्युत चुम्बकीय युग्मन को बढ़ाने के लिए, ज्यादातर मामलों में, वाइंडिंग को एक बंद कोर (चुंबकीय सर्किट) पर रखा जाता है।
यदि एक प्रत्यावर्ती वोल्टेज U को प्राथमिक वाइंडिंग पर लागू किया जाता है1, फिर एक प्रत्यावर्ती धारा I1, जो कोर में एक ही रूप का चुंबकीय प्रवाह Ф बनाता है।यह चुंबकीय प्रवाह द्वितीयक वाइंडिंग में एक EMF को प्रेरित करता है। यदि एक भार द्वितीयक परिपथ से जुड़ा है, तो एक द्वितीयक धारा I2.
द्वितीयक वाइंडिंग में वोल्टेज W . के घुमावों के अनुपात से निर्धारित होता है1 और2:
यू2=यू1*(व1/डब्ल्यू2)=यू1/ के, जहां के है परिवर्तन अनुपात.
यदि k<1, तो U2>उ1, और ऐसे ट्रांसफार्मर को स्टेप-अप कहा जाता है। यदि k>1, तो U2<यू1, ऐसा ट्रांसफार्मर को स्टेप डाउन कहा जाता है. चूंकि ट्रांसफॉर्मर की आउटपुट पावर इनपुट पावर के बराबर होती है (ट्रांसफॉर्मर में होने वाले नुकसान को घटाकर), हम कह सकते हैं कि पाउट \u003d पिन, यू1*मैं1=यू2*मैं2 और मैं2=मैं1*के=मैं1*(व1/डब्ल्यू2) इस प्रकार, एक दोषरहित ट्रांसफार्मर में, इनपुट और आउटपुट वोल्टेज घुमावदार घुमावों के अनुपात के सीधे आनुपातिक होते हैं। और धाराएँ इस अनुपात के व्युत्क्रमानुपाती होती हैं।
एक ट्रांसफॉर्मर में विभिन्न अनुपातों के साथ एक से अधिक सेकेंडरी वाइंडिंग हो सकती है। तो, 220 वोल्ट नेटवर्क से घरेलू दीपक उपकरण को बिजली देने के लिए एक ट्रांसफार्मर में एक माध्यमिक घुमाव हो सकता है, उदाहरण के लिए, 500 वोल्ट बिजली एनोड सर्किट और 6 वोल्ट बिजली गरमागरम सर्किट के लिए। पहले मामले में k<1, दूसरे में - k>1।
ट्रांसफार्मर केवल वैकल्पिक वोल्टेज के साथ काम करता है - द्वितीयक घुमाव में ईएमएफ की घटना के लिए, चुंबकीय प्रवाह को बदलना होगा।
ट्रांसफार्मर के लिए कोर के प्रकार
व्यवहार में, न केवल संकेतित आकार के कोर का उपयोग किया जाता है। डिवाइस के उद्देश्य के आधार पर, चुंबकीय सर्किट को विभिन्न तरीकों से किया जा सकता है।
रॉड कोर
कम आवृत्ति वाले ट्रांसफार्मर के चुंबकीय सर्किट स्पष्ट चुंबकीय गुणों वाले स्टील से बने होते हैं।एड़ी धाराओं को कम करने के लिए, कोर सरणी को अलग-अलग प्लेटों से विद्युत रूप से एक दूसरे से पृथक किया जाता है। उच्च आवृत्तियों पर काम करने के लिए, अन्य सामग्रियों का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, फेराइट्स।
ऊपर माने गए कोर को कोर कहा जाता है और इसमें दो छड़ें होती हैं। सिंगल-फेज ट्रांसफार्मर के लिए, तीन-रॉड चुंबकीय सर्किट का भी उपयोग किया जाता है। उनके पास कम चुंबकीय रिसाव प्रवाह और उच्च दक्षता है। इस मामले में, प्राथमिक और द्वितीयक दोनों वाइंडिंग कोर की केंद्रीय छड़ पर स्थित होते हैं।
थ्री फेज ट्रांसफॉर्मर भी थ्री-रॉड कोर पर बनाए जाते हैं। उनके पास प्रत्येक चरण की प्राथमिक और द्वितीयक वाइंडिंग होती है, प्रत्येक अपने स्वयं के मूल पर स्थित होती है। कुछ मामलों में, पांच-रॉड चुंबकीय सर्किट का उपयोग किया जाता है। उनकी वाइंडिंग बिल्कुल उसी तरह स्थित हैं - प्रत्येक प्राथमिक और माध्यमिक अपनी स्वयं की छड़ पर, और प्रत्येक तरफ दो चरम छड़ें केवल कुछ मोड में चुंबकीय प्रवाह को बंद करने के लिए अभिप्रेत हैं।
बख़्तरबंद
बख़्तरबंद कोर में, एकल-चरण ट्रांसफार्मर बनाए जाते हैं - दोनों कॉइल चुंबकीय सर्किट के केंद्रीय कोर पर रखे जाते हैं। इस तरह के कोर में चुंबकीय प्रवाह तीन-रॉड निर्माण के समान बंद हो जाता है - साइड की दीवारों के माध्यम से। इस मामले में रिसाव प्रवाह बहुत छोटा है।
इस डिजाइन के फायदों में घुमावदार के साथ कोर विंडो के सघन भरने की संभावना के कारण आकार और वजन में कुछ लाभ शामिल हैं, इसलिए कम-शक्ति वाले ट्रांसफार्मर के निर्माण के लिए बख्तरबंद कोर का उपयोग करना फायदेमंद है। इसके परिणामस्वरूप एक छोटा चुंबकीय सर्किट भी होता है, जिससे नो-लोड लॉस में कमी आती है।
नुकसान संशोधन और मरम्मत के लिए वाइंडिंग तक अधिक कठिन पहुंच है, साथ ही उच्च वोल्टेज के लिए निर्माण इन्सुलेशन की बढ़ती जटिलता है।
toroidal
टॉरॉयडल कोर में, चुंबकीय प्रवाह पूरी तरह से कोर के अंदर बंद होता है, और व्यावहारिक रूप से कोई रिसाव चुंबकीय प्रवाह नहीं होता है। लेकिन ऐसे ट्रांसफार्मर को हवा देना मुश्किल होता है, इसलिए उनका उपयोग बहुत कम होता है, उदाहरण के लिए, कम-शक्ति समायोज्य ऑटोट्रांसफॉर्मर में या उच्च-आवृत्ति वाले उपकरणों में जहां शोर प्रतिरक्षा महत्वपूर्ण है।
ऑटोट्रांसफॉर्मर
कुछ मामलों में, ऐसे ट्रांसफार्मर का उपयोग करने की सलाह दी जाती है, जिनमें न केवल वाइंडिंग के बीच एक चुंबकीय संबंध होता है, बल्कि एक विद्युत भी होता है। यानी स्टेप-अप डिवाइस में प्राइमरी वाइंडिंग सेकेंडरी का हिस्सा होता है और स्टेप डाउन डिवाइस में प्राइमरी का सेकेंडरी हिस्सा होता है। ऐसे उपकरण को ऑटोट्रांसफॉर्मर (एटी) कहा जाता है।
एक स्टेप-डाउन ऑटोट्रांसफॉर्मर एक साधारण वोल्टेज विभक्त नहीं है - माध्यमिक सर्किट में ऊर्जा के हस्तांतरण में चुंबकीय युग्मन भी शामिल है।
ऑटोट्रांसफॉर्मर के फायदे हैं:
- छोटे नुकसान;
- सुचारू वोल्टेज विनियमन की संभावना;
- छोटे वजन और आकार संकेतक (एक ऑटोट्रांसफॉर्मर सस्ता है, इसे परिवहन करना आसान है);
- सामग्री की कम आवश्यक मात्रा के कारण कम लागत।
नुकसान में उच्च वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किए गए दोनों वाइंडिंग के इन्सुलेशन का उपयोग करने की आवश्यकता शामिल है, साथ ही इनपुट और आउटपुट के बीच गैल्वेनिक अलगाव की कमी है, जो प्राथमिक सर्किट से वायुमंडलीय घटना के प्रभावों को माध्यमिक में स्थानांतरित कर सकता है। इस मामले में, माध्यमिक सर्किट के तत्वों को आधार नहीं बनाया जा सकता है।साथ ही, एटी का नुकसान शॉर्ट-सर्किट धाराओं में वृद्धि माना जाता है। तीन-चरण ऑटोट्रांसफॉर्मर्स के लिए, वाइंडिंग आमतौर पर एक तारे में एक ग्राउंडेड न्यूट्रल से जुड़े होते हैं, अन्य कनेक्शन योजनाएं संभव हैं, लेकिन बहुत जटिल और बोझिल हैं। यह भी एक नुकसान है जो ऑटोट्रांसफॉर्मर्स के दायरे को कम करता है।
ट्रांसफार्मर का अनुप्रयोग
वोल्टेज बढ़ाने या घटाने के लिए ट्रांसफार्मर की संपत्ति का व्यापक रूप से उद्योग और रोजमर्रा की जिंदगी में उपयोग किया जाता है।
वोल्टेज परिवर्तन
विभिन्न चरणों में औद्योगिक वोल्टेज के स्तर पर विभिन्न आवश्यकताओं को लगाया जाता है। बिजली पैदा करते समय, विभिन्न कारणों से उच्च-वोल्टेज जनरेटर का उपयोग करना लाभहीन होता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, पनबिजली स्टेशनों पर 6 ... 35 केवी जनरेटर का उपयोग किया जाता है। बिजली के परिवहन के लिए, इसके विपरीत, आपको दूरी के आधार पर 110 kV से 1150 kV तक बढ़े हुए वोल्टेज की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, यह वोल्टेज फिर से 6 ... 10 केवी के स्तर तक कम हो जाता है, स्थानीय सबस्टेशनों को वितरित किया जाता है, जहां से इसे 380 (220) वोल्ट तक घटाया जाता है और अंतिम उपभोक्ता के पास आता है। घरेलू और औद्योगिक उपकरणों में, इसे भी कम किया जाना चाहिए, आमतौर पर 3 ... 36 वोल्ट।
ये सभी ऑपरेशन के साथ किए जाते हैं बिजली ट्रांसफार्मर का उपयोग करना. वे सूखे या तेल आधारित हो सकते हैं। दूसरे मामले में, वाइंडिंग के साथ कोर को तेल के साथ एक टैंक में रखा जाता है, जो एक इन्सुलेट और शीतलन माध्यम है।
विद्युत अपघटन
गैल्वेनिक अलगाव विद्युत उपकरणों की सुरक्षा को बढ़ाता है। यदि डिवाइस सीधे 220 वोल्ट नेटवर्क से संचालित नहीं होता है, जहां कंडक्टर में से एक जमीन से जुड़ा होता है, लेकिन 220/220 वोल्ट ट्रांसफॉर्मर के माध्यम से, तो आपूर्ति वोल्टेज वही रहेगा।लेकिन करंट के प्रवाह के लिए पृथ्वी और सर्किट के द्वितीयक करंट-ले जाने वाले हिस्सों को एक साथ छूने से कोई करंट प्रवाह नहीं होगा, और बिजली के झटके का खतरा बहुत कम होगा।
वोल्टेज माप
सभी विद्युत प्रतिष्ठानों में वोल्टेज स्तर को नियंत्रित करना आवश्यक है। यदि 1000 वोल्ट तक के वोल्टेज वर्ग का उपयोग किया जाता है, तो वोल्टमीटर सीधे जीवित भागों से जुड़े होते हैं। 1000 वोल्ट से ऊपर के विद्युत प्रतिष्ठानों में, यह काम नहीं करेगा - ऐसे उपकरण जो इस तरह के वोल्टेज का सामना कर सकते हैं, इन्सुलेशन टूटने की स्थिति में बहुत भारी और असुरक्षित हो जाते हैं। इसलिए, ऐसी प्रणालियों में, सुविधाजनक परिवर्तन अनुपात वाले ट्रांसफार्मर के माध्यम से वोल्टमीटर उच्च वोल्टेज कंडक्टर से जुड़े होते हैं। उदाहरण के लिए, 10 kV नेटवर्क के लिए, इंस्ट्रूमेंट ट्रांसफॉर्मर 1:100 का उपयोग किया जाता है, आउटपुट 100 वोल्ट का एक मानक वोल्टेज है। यदि प्राथमिक वाइंडिंग पर वोल्टेज आयाम में बदलता है, तो यह एक साथ द्वितीयक पर बदलता है। वाल्टमीटर स्केल को आमतौर पर प्राथमिक वोल्टेज रेंज में स्नातक किया जाता है।
उत्पादन और रखरखाव के लिए ट्रांसफार्मर एक जटिल और महंगा तत्व है। हालांकि, कई क्षेत्रों में ये उपकरण अपरिहार्य हैं, और उनका कोई विकल्प नहीं है।
इसी तरह के लेख:
