ટ્રાન્સફોર્મર એ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઉપકરણ છે જેનો ઉપયોગ એક વોલ્ટેજ અને ફ્રીક્વન્સીના વૈકલ્પિક પ્રવાહને અલગ (અથવા સમાન) વોલ્ટેજ અને સમાન આવર્તનના વૈકલ્પિક પ્રવાહમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે થાય છે.
સામગ્રી
ટ્રાન્સફોર્મરનું ઉપકરણ અને સંચાલન
સરળ કિસ્સામાં ટ્રાન્સફોર્મર W વળાંકની સંખ્યા સાથે એક પ્રાથમિક વિન્ડિંગ ધરાવે છે1 અને વળાંક W ની સંખ્યા સાથે એક ગૌણ2. પ્રાથમિક વિન્ડિંગને ઊર્જા પૂરી પાડવામાં આવે છે, લોડ ગૌણ સાથે જોડાયેલ છે. ઊર્જાનું ટ્રાન્સફર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન દ્વારા કરવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક કપલિંગને વધારવા માટે, મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં, વિન્ડિંગ્સ બંધ કોર (ચુંબકીય સર્કિટ) પર મૂકવામાં આવે છે.
જો પ્રાથમિક વિન્ડિંગ પર વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ U લાગુ કરવામાં આવે1, પછી વૈકલ્પિક પ્રવાહ I1, જે કોરમાં સમાન સ્વરૂપનું ચુંબકીય પ્રવાહ Ф બનાવે છે.આ ચુંબકીય પ્રવાહ ગૌણ વિન્ડિંગમાં EMF પ્રેરિત કરે છે. જો લોડ ગૌણ સર્કિટ સાથે જોડાયેલ હોય, તો ગૌણ પ્રવાહ I2.
ગૌણ વિન્ડિંગમાં વોલ્ટેજ વળાંક W ના ગુણોત્તર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે1 અને ડબલ્યુ2:
યુ2=યુ1*(ડબલ્યુ1/W2)=યુ1/k, જ્યાં k છે પરિવર્તન ગુણોત્તર.
જો k<1, તો U2> યુ1, અને આવા ટ્રાન્સફોર્મરને સ્ટેપ-અપ કહેવામાં આવે છે. જો k>1, તો U2<યુ1, જેમ કે ટ્રાન્સફોર્મરને સ્ટેપ ડાઉન કહેવામાં આવે છે. ટ્રાન્સફોર્મરની આઉટપુટ પાવર ઇનપુટ પાવર જેટલી હોવાથી (ટ્રાન્સફોર્મરમાં જ થતા નુકસાનને બાદ કરો), આપણે કહી શકીએ કે પાઉટ \u003d પિન, યુ1*હું1=યુ2*હું2 અને હું2=હું1*k=I1*(ડબલ્યુ1/W2). આમ, લોસલેસ ટ્રાન્સફોર્મરમાં, ઇનપુટ અને આઉટપુટ વોલ્ટેજ વિન્ડિંગ વળાંકના ગુણોત્તર સાથે સીધા પ્રમાણસર હોય છે. અને પ્રવાહો આ ગુણોત્તરના વિપરિત પ્રમાણસર છે.
ટ્રાન્સફોર્મરમાં વિવિધ ગુણોત્તર સાથે એક કરતાં વધુ ગૌણ વિન્ડિંગ હોઈ શકે છે. તેથી, 220 વોલ્ટ નેટવર્કમાંથી ઘરગથ્થુ લેમ્પ સાધનોને પાવર કરવા માટેના ટ્રાન્સફોર્મરમાં એક સેકન્ડરી વિન્ડિંગ હોઈ શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, 500 વોલ્ટથી પાવર એનોડ સર્કિટ અને 6 વોલ્ટથી પાવર ઇન્કેન્ડિસન્ટ સર્કિટ. પ્રથમ કિસ્સામાં k<1, બીજામાં - k>1.
ટ્રાન્સફોર્મર ફક્ત વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ સાથે કામ કરે છે - ગૌણ વિન્ડિંગમાં EMF ની ઘટના માટે, ચુંબકીય પ્રવાહ બદલવો આવશ્યક છે.
ટ્રાન્સફોર્મર્સ માટે કોરોના પ્રકાર
વ્યવહારમાં, ફક્ત સૂચવેલ આકારના કોરોનો ઉપયોગ થતો નથી. ઉપકરણના હેતુ પર આધાર રાખીને, ચુંબકીય સર્કિટ વિવિધ રીતે કરી શકાય છે.
રોડ કોરો
ઓછી-આવર્તન ટ્રાન્સફોર્મર્સના ચુંબકીય સર્કિટ ઉચ્ચારણ ચુંબકીય ગુણધર્મો સાથે સ્ટીલના બનેલા છે.એડી કરંટ ઘટાડવા માટે, કોર એરેને એકબીજાથી વિદ્યુત રીતે અલગ કરેલી અલગ પ્લેટોમાંથી એસેમ્બલ કરવામાં આવે છે. ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ પર કામ કરવા માટે, અન્ય સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, ફેરાઇટ.
ઉપર ગણવામાં આવેલ કોરને કોર કહેવામાં આવે છે અને તેમાં બે સળિયા હોય છે. સિંગલ-ફેઝ ટ્રાન્સફોર્મર્સ માટે, થ્રી-રોડ મેગ્નેટિક સર્કિટનો પણ ઉપયોગ થાય છે. તેમની પાસે ઓછા ચુંબકીય લિકેજ પ્રવાહ અને ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા છે. આ કિસ્સામાં, પ્રાથમિક અને ગૌણ બંને વિન્ડિંગ્સ કોરના કેન્દ્રિય સળિયા પર સ્થિત છે.
થ્રી-ફેઝ ટ્રાન્સફોર્મર્સ પણ થ્રી-રોડ કોરો પર બનાવવામાં આવે છે. તેમની પાસે દરેક તબક્કાના પ્રાથમિક અને ગૌણ વિન્ડિંગ્સ છે, દરેક તેના પોતાના કોર પર સ્થિત છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, પાંચ-લાકડી ચુંબકીય સર્કિટનો ઉપયોગ થાય છે. તેમના વિન્ડિંગ્સ બરાબર એ જ રીતે સ્થિત છે - દરેક પ્રાથમિક અને ગૌણ તેના પોતાના સળિયા પર, અને દરેક બાજુના બે આત્યંતિક સળિયા ફક્ત ચોક્કસ મોડ્સમાં ચુંબકીય પ્રવાહને બંધ કરવા માટે બનાવાયેલ છે.
સશસ્ત્ર
આર્મર્ડ કોરમાં, સિંગલ-ફેઝ ટ્રાન્સફોર્મર્સ બનાવવામાં આવે છે - બંને કોઇલ ચુંબકીય સર્કિટના કેન્દ્રિય કોર પર મૂકવામાં આવે છે. આવા કોરમાં ચુંબકીય પ્રવાહ ત્રણ-સળિયાના બાંધકામની જેમ જ બંધ થાય છે - બાજુની દિવાલો દ્વારા. આ કિસ્સામાં લિકેજ પ્રવાહ ખૂબ નાનો છે.
આ ડિઝાઇનના ફાયદાઓમાં વિન્ડિંગ સાથે કોર વિન્ડોને વધુ ગાઢ ભરવાની સંભાવનાને કારણે કદ અને વજનમાં થોડો વધારો શામેલ છે, તેથી ઓછા-પાવર ટ્રાન્સફોર્મર્સના ઉત્પાદન માટે આર્મર્ડ કોરોનો ઉપયોગ કરવો ફાયદાકારક છે. આ ટૂંકા ચુંબકીય સર્કિટમાં પણ પરિણમે છે, જે નો-લોડ લોસમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે.
ગેરલાભ એ પુનરાવર્તન અને સમારકામ માટે વિન્ડિંગ્સની વધુ મુશ્કેલ ઍક્સેસ છે, તેમજ ઉચ્ચ વોલ્ટેજ માટે ઉત્પાદન ઇન્સ્યુલેશનની વધેલી જટિલતા છે.
ટોરોઇડલ
ટોરોઇડલ કોરોમાં, ચુંબકીય પ્રવાહ કોરની અંદર સંપૂર્ણપણે બંધ હોય છે, અને વ્યવહારીક રીતે કોઈ ચુંબકીય પ્રવાહ લિકેજ થતો નથી. પરંતુ આવા ટ્રાન્સફોર્મર્સને પવન કરવું મુશ્કેલ છે, તેથી તેનો ઉપયોગ ભાગ્યે જ થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, ઓછી-પાવર એડજસ્ટેબલ ઓટોટ્રાન્સફોર્મર્સમાં અથવા ઉચ્ચ-આવર્તન ઉપકરણોમાં જ્યાં અવાજની પ્રતિરક્ષા મહત્વપૂર્ણ છે.
ઓટોટ્રાન્સફોર્મર
કેટલાક કિસ્સાઓમાં, આવા ટ્રાન્સફોર્મર્સનો ઉપયોગ કરવાની સલાહ આપવામાં આવે છે, જેમાં વિન્ડિંગ્સ વચ્ચે માત્ર ચુંબકીય જોડાણ જ નહીં, પણ ઇલેક્ટ્રિકલ પણ હોય છે. એટલે કે, સ્ટેપ-અપ ઉપકરણોમાં, પ્રાથમિક વિન્ડિંગ એ ગૌણનો ભાગ છે, અને સ્ટેપ-ડાઉન ઉપકરણોમાં, પ્રાથમિકનો ગૌણ ભાગ છે. આવા ઉપકરણને ઓટોટ્રાન્સફોર્મર (AT) કહેવામાં આવે છે.
સ્ટેપ-ડાઉન ઓટોટ્રાન્સફોર્મર એ સરળ વોલ્ટેજ વિભાજક નથી - ચુંબકીય જોડાણ પણ ગૌણ સર્કિટમાં ઊર્જાના સ્થાનાંતરણમાં સામેલ છે.
ઓટોટ્રાન્સફોર્મર્સના ફાયદા છે:
- નાના નુકસાન;
- સરળ વોલ્ટેજ નિયમનની શક્યતા;
- નાના વજન અને કદના સૂચકાંકો (ઓટોટ્રાન્સફોર્મર સસ્તું છે, તેને પરિવહન કરવું સરળ છે);
- સામગ્રીની નાની જરૂરી રકમને કારણે ઓછી કિંમત.
ગેરફાયદામાં ઉચ્ચ વોલ્ટેજ માટે રચાયેલ બંને વિન્ડિંગ્સના ઇન્સ્યુલેશનનો ઉપયોગ કરવાની જરૂરિયાત, તેમજ ઇનપુટ અને આઉટપુટ વચ્ચે ગેલ્વેનિક આઇસોલેશનનો અભાવ શામેલ છે, જે વાતાવરણીય ઘટનાની અસરોને પ્રાથમિક સર્કિટથી ગૌણમાં સ્થાનાંતરિત કરી શકે છે. આ કિસ્સામાં, ગૌણ સર્કિટના તત્વોને ગ્રાઉન્ડ કરી શકાતા નથી.ઉપરાંત, AT ના ગેરલાભને શોર્ટ-સર્કિટ કરંટમાં વધારો ગણવામાં આવે છે. થ્રી-ફેઝ ઓટોટ્રાન્સફોર્મર્સ માટે, વિન્ડિંગ્સ સામાન્ય રીતે ગ્રાઉન્ડેડ ન્યુટ્રલ સાથે સ્ટારમાં જોડાયેલા હોય છે, અન્ય કનેક્શન સ્કીમ્સ શક્ય છે, પરંતુ ખૂબ જટિલ અને બોજારૂપ છે. આ એક ગેરલાભ પણ છે જે ઓટોટ્રાન્સફોર્મર્સના અવકાશને સંકુચિત કરે છે.
ટ્રાન્સફોર્મર્સની અરજી
વોલ્ટેજ વધારવા અથવા ઘટાડવા માટે ટ્રાન્સફોર્મર્સની મિલકતનો ઉદ્યોગ અને રોજિંદા જીવનમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.
વોલ્ટેજ પરિવર્તન
વિવિધ તબક્કામાં ઔદ્યોગિક વોલ્ટેજના સ્તર પર વિવિધ આવશ્યકતાઓ લાદવામાં આવે છે. વીજળી ઉત્પન્ન કરતી વખતે, વિવિધ કારણોસર ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ જનરેટરનો ઉપયોગ કરવો બિનલાભકારી છે. તેથી, ઉદાહરણ તરીકે, 6 ... 35 kV માટેના જનરેટરનો ઉપયોગ હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પાવર સ્ટેશન પર થાય છે. વીજળીનું પરિવહન કરવા માટે, તેનાથી વિપરીત, તમારે વધેલા વોલ્ટેજની જરૂર છે - અંતરના આધારે 110 kV થી 1150 kV સુધી. આગળ, આ વોલ્ટેજ ફરીથી 6 ... 10 kV ના સ્તરે ઘટાડી દેવામાં આવે છે, સ્થાનિક સબસ્ટેશનમાં વિતરિત કરવામાં આવે છે, જ્યાંથી તે ઘટાડીને 380 (220) વોલ્ટ થાય છે અને અંતિમ ગ્રાહક સુધી આવે છે. ઘરગથ્થુ અને ઔદ્યોગિક ઉપકરણોમાં, તે પણ ઘટાડવું આવશ્યક છે, સામાન્ય રીતે 3 ... 36 વોલ્ટ.
સાથે આ તમામ કામગીરી હાથ ધરવામાં આવે છે પાવર ટ્રાન્સફોર્મર્સનો ઉપયોગ કરીને. તેઓ શુષ્ક અથવા તેલ આધારિત હોઈ શકે છે. બીજા કિસ્સામાં, વિન્ડિંગ્સ સાથેનો કોર તેલ સાથેની ટાંકીમાં મૂકવામાં આવે છે, જે ઇન્સ્યુલેટીંગ અને ઠંડકનું માધ્યમ છે.
ગેલ્વેનિક અલગતા
ગેલ્વેનિક આઇસોલેશન વિદ્યુત ઉપકરણોની સલામતીમાં વધારો કરે છે. જો ઉપકરણ સીધા 220 વોલ્ટ નેટવર્કથી સંચાલિત નથી, જ્યાં એક કંડક્ટર જમીન સાથે જોડાયેલ છે, પરંતુ 220/220 વોલ્ટ ટ્રાન્સફોર્મર દ્વારા, તો સપ્લાય વોલ્ટેજ સમાન રહેશે.પરંતુ એકસાથે પૃથ્વીના સ્પર્શ સાથે અને પ્રવાહના પ્રવાહ માટે સર્કિટના ગૌણ વર્તમાન-વહન ભાગો, ત્યાં કોઈ વર્તમાન પ્રવાહ હશે નહીં, અને ઇલેક્ટ્રિક આંચકોનું જોખમ ઘણું ઓછું હશે.
વોલ્ટેજ માપન
તમામ વિદ્યુત સ્થાપનોમાં વોલ્ટેજ સ્તરને નિયંત્રિત કરવું જરૂરી છે. જો 1000 વોલ્ટ સુધીના વોલ્ટેજ વર્ગનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, તો વોલ્ટમેટર્સ સીધા જીવંત ભાગો સાથે જોડાયેલા છે. 1000 વોલ્ટથી ઉપરના વિદ્યુત સ્થાપનોમાં, આ કામ કરશે નહીં - આવા વોલ્ટેજનો સામનો કરી શકે તેવા ઉપકરણો ઇન્સ્યુલેશન ભંગાણના કિસ્સામાં ખૂબ જ વિશાળ અને અસુરક્ષિત હોવાનું બહાર આવે છે. તેથી, આવી સિસ્ટમોમાં, વોલ્ટમેટર્સ અનુકૂળ ટ્રાન્સફોર્મેશન રેશિયો સાથે ટ્રાન્સફોર્મર્સ દ્વારા ઉચ્ચ વોલ્ટેજ વાહક સાથે જોડાયેલા હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, 10 kV નેટવર્ક માટે, ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ ટ્રાન્સફોર્મર્સ 1:100 નો ઉપયોગ થાય છે, આઉટપુટ 100 વોલ્ટનું પ્રમાણભૂત વોલ્ટેજ છે. જો પ્રાથમિક વિન્ડિંગ પરનો વોલ્ટેજ કંપનવિસ્તારમાં બદલાય છે, તો તે એક સાથે ગૌણ પર બદલાય છે. વોલ્ટમીટર સ્કેલ સામાન્ય રીતે પ્રાથમિક વોલ્ટેજ શ્રેણીમાં સ્નાતક થાય છે.
ટ્રાન્સફોર્મર ઉત્પાદન અને જાળવણી માટે એક જટિલ અને ખર્ચાળ તત્વ છે. જો કે, ઘણા વિસ્તારોમાં આ ઉપકરણો અનિવાર્ય છે, અને તેમના માટે કોઈ વિકલ્પ નથી.
સમાન લેખો:
