ट्रांसफार्मर क्या है: उपकरण, संचालन का सिद्धांत और उद्देश्य

चुंबकीय क्षेत्र बनाने और लागू करने के लिए विद्युत चुम्बकीय स्थैतिक उपकरणों का उपयोग किया जाता है। ऐसे कई मामले हैं, आपको इलेक्ट्रॉनिक, इलेक्ट्रिकल सर्किट और रेडियो इंजीनियरिंग में ट्रांसफार्मर की आवश्यकता क्यों है। डिवाइस चुंबकीय कोर पर परस्पर जुड़े हुए आगमनात्मक घुमावों से लैस है। मुख्य एक वैकल्पिक क्षेत्र में योगदान देता है, जबकि ट्रांसफार्मर विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का उपयोग आवृत्ति को बदले बिना वर्तमान को निरंतर मान देने के लिए करता है।

 

परिभाषा और आवेदन

बिजली उपकरणों के लिए विभिन्न विशेषताओं के विभिन्न वोल्टेज की आवश्यकता होती है। एक ट्रांसफार्मर एक चुंबकीय क्षेत्र के आगमनात्मक संचालन का उपयोग करने के लिए एक डिज़ाइन है। एक सामान्य प्रवाह से जुड़े रिबन या तार कॉइल वोल्टेज को कम या बढ़ाते हैं। एक टेलीविजन ट्रांजिस्टर और माइक्रोक्रिकिट्स को संचालित करने के लिए 5 वोल्ट का उपयोग करता है, एक कैस्केड ऑसिलेटर का उपयोग करते समय किनेस्कोप को पावर देने के लिए कई किलोवोल्ट की आवश्यकता होती है।

पृथक वाइंडिंग्स को एक निश्चित वोल्टेज मान के साथ स्वचालित रूप से चुंबकीय सामग्री के कोर पर रखा जाता है। पुरानी इकाइयों ने मौजूदा मुख्य आवृत्ति का उपयोग किया, लगभग 60 हर्ट्ज। आधुनिक उपकरण पावर सर्किट उच्च आवृत्ति पल्स ट्रांसफार्मर का उपयोग करते हैं।प्रत्यावर्ती वोल्टेज को एक थरथरानवाला के माध्यम से निर्दिष्ट मापदंडों के साथ एक मान में सुधारा और परिवर्तित किया जाता है।

वोल्टेज को एक नियंत्रण इकाई द्वारा पल्स-चौड़ाई मॉडुलन के साथ स्थिर किया जाता है। उच्च-आवृत्ति फटने को ट्रांसफार्मर में प्रेषित किया जाता है, आउटपुट को स्थिर मान प्राप्त होते हैं। पुराने उपकरणों की व्यापकता और भारीपन को हल्केपन और छोटे आकार से बदल दिया जाता है। यूनिट का रैखिक प्रदर्शन 1:4 के अनुपात में शक्ति के समानुपाती होता है, जिससे डिवाइस के आकार को कम करने से करंट की आवृत्ति बढ़ जाती है।

बिजली आपूर्ति सर्किट में बड़े पैमाने पर उपकरणों का उपयोग किया जाता है, यदि आप उच्च आवृत्ति के साथ न्यूनतम स्तर का हस्तक्षेप अपव्यय बनाना चाहते हैं, उदाहरण के लिए, गुणवत्ता ध्वनि प्रदान करते समय।

डिजाइन और संचालन का सिद्धांत

निर्माता इकाई के संचालन के बुनियादी नियमों को चुनता है, लेकिन यह संचालन की विश्वसनीयता को प्रभावित नहीं करता है। निर्माण प्रक्रिया में अवधारणाएं भिन्न होती हैं। ट्रांसफार्मर के संचालन का सिद्धांत दो कथनों पर आधारित है:

• दिशात्मक आवेश वाहकों की बदलती गति एक वैकल्पिक चुंबकीय बल क्षेत्र बनाती है;
• कुंडल के माध्यम से प्रेषित बल प्रवाह पर प्रभाव एक इलेक्ट्रोमोटिव बल और प्रेरण उत्पन्न करता है।

डिवाइस में निम्नलिखित भाग होते हैं:

• एक चुंबकीय कंडक्टर (कोर);
• कुंडल या घुमावदार;
• कॉइल्स की व्यवस्था के लिए एक रीढ़ की हड्डी;
• रोधक सामग्री;
• शीतलन प्रणाली;
• अनुलग्नक, पहुंच, सुरक्षा के अन्य तत्व।

एक ट्रांसफॉर्मर का संचालन निर्माण के प्रकार और कोर और वाइंडिंग के संयोजन पर आधारित होता है। कोर प्रकार में, कंडक्टर वाइंडिंग में संलग्न होता है और देखने में मुश्किल होता है। कॉइल दिखाई दे रहे हैं, कोर के ऊपर और नीचे दिखाई दे रहे हैं, और अक्ष लंबवत है। कॉइल बनाने वाली सामग्री को अच्छी तरह से बिजली का संचालन करना चाहिए।

बख़्तरबंद प्रकार के उत्पादों में कोर अधिकांश घुमावों को छुपाता है, इसे क्षैतिज या साहुल रखा जाता है।टॉरॉयडल ट्रांसफॉर्मर डिज़ाइन में चुंबकीय कोर पर दो स्वतंत्र वाइंडिंग रखना शामिल है, जिनके बीच कोई विद्युत कनेक्शन नहीं है।

चुंबकीय प्रणाली

इकाई के चुंबकीय क्षेत्र का उत्पादन करने के लिए ज्यामितीय आकार के संरक्षण के साथ मिश्र धातु ट्रांसफार्मर स्टील, फेराइट, पर्मलॉय से बना है। कंडक्टर का निर्माण प्लेट, टेप, घोड़े की नाल से किया जाता है और इसे एक प्रेस पर बनाया जाता है। जिस भाग पर वाइंडिंग लगाई जाती है उसे योक कहते हैं। योक कॉइल के बिना तत्व है, जो सर्किट को बंद करने का कार्य करता है।

ट्रांसफार्मर के संचालन का सिद्धांत स्ट्रट्स की योजना पर निर्भर करता है, जो हैं:

• फ्लैट - योक और कोर की कुल्हाड़ियां एक ही तल में हैं;
• स्थानिक - अनुदैर्ध्य तत्व विभिन्न सतहों में व्यवस्थित होते हैं;
• सममित - एक ही आकार, आकार और निर्माण के संवाहकों को सभी योकों में दूसरों के समान तरीके से व्यवस्थित किया जाता है;
• विषम - अलग-अलग स्टैंड दिखने, आयामों में भिन्न होते हैं और विभिन्न पदों पर रखे जाते हैं।

यदि यह मान लिया जाए कि वाइंडिंग से एक सीधी धारा प्रवाहित होती है, जिसे प्राथमिक कहा जाता है, तो चुंबकीय तार को खोल दिया जाता है। अन्य मामलों में, कोर बंद है, यह बिजली लाइनों को बंद करने का कार्य करता है।

घुमावदार

एक वर्ग क्रॉस-सेक्शन वाले कंडक्टरों पर व्यवस्थित, घुमावों के एक सेट के रूप में बनाया गया। आकृति का उपयोग कुशल संचालन के लिए और चुंबकीय कोर की खिड़की में भरण कारक को बढ़ाने के लिए किया जाता है। यदि कोर के क्रॉस सेक्शन को बढ़ाना आवश्यक है, तो इसे दो समानांतर तत्वों के रूप में बनाया जाता है ताकि एड़ी धाराओं की घटना को कम किया जा सके। ऐसे प्रत्येक कंडक्टर को कोर कहा जाता है।

कोर को कागज में लपेटा जाता है और तामचीनी वार्निश के साथ लेपित किया जाता है। कभी-कभी समानांतर में व्यवस्थित दो कोर एक सामान्य इन्सुलेशन में संलग्न होते हैं, एक सेट जिसे केबल कहा जाता है। वाइंडिंग को उनके उद्देश्य के अनुसार विभेदित किया जाता है:

• मुख्य - उन्हें प्रत्यावर्ती धारा के साथ आपूर्ति की जाती है, परिवर्तित विद्युत प्रवाह निकलता है;
• विनियमन - उन्हें कम एम्परेज पर वोल्टेज को बदलने के लिए नल प्रदान किए जाते हैं
• सहायक - वे ट्रांसफार्मर के नाममात्र संकेतक से कम बिजली के साथ अपने नेटवर्क की आपूर्ति करने के लिए काम करते हैं और प्रत्यक्ष वर्तमान के साथ सर्किट को उप-चुंबकीय बनाते हैं।

लपेटने के तरीके:

• रो वाइंडिंग - कंडक्टर की पूरी लंबाई के साथ अक्ष की दिशा में मोड़ बनाए जाते हैं, बाद के मोड़ बिना अंतराल के कसकर घाव होते हैं;
• पेचदार घुमावदार - छल्ले के बीच अंतराल के साथ या आसन्न तत्वों को दरकिनार करते हुए बहु-परत घुमावदार;
• डिस्क वाइंडिंग - सर्पिल पंक्ति क्रमिक रूप से की जाती है, एक सर्कल में वाइंडिंग को आंतरिक और बाहरी दिशा में रेडियल क्रम में बनाया जाता है;
• पन्नी सर्पिल एल्यूमीनियम और तांबे की चौड़ी शीट से बना होता है, जिसकी मोटाई 0.1-2 मिमी से भिन्न होती है।

प्रतीक

ट्रांसफॉर्मर आरेख को पढ़ना आसान बनाने के लिए, विशेष संकेत हैं। कोर को एक मोटी रेखा के साथ खींचा जाता है, नंबर 1 प्राथमिक वाइंडिंग को दर्शाता है, द्वितीयक घुमावों को संख्या 2 और 3 द्वारा दर्शाया जाता है।

कुछ परिपथों में, कोर रेखा की मोटाई कुंडलियों के अर्धवृत्तों के आरेखण के समान होती है। मुख्य सामग्री का पदनाम अलग है:

• फेराइट चुंबकीय कोर एक मोटी रेखा के साथ खींचा जाता है;
• चुंबकीय अंतराल के साथ स्टील कोर को बीच में एक ब्रेक के साथ एक पतली रेखा के साथ खींचा जाता है;
• चुंबकीय ढांकता हुआ अक्ष एक पतली बिंदीदार रेखा के साथ चिह्नित है;
• तांबे की छड़ मेंडेलीव की तालिका के अनुसार सामग्री संकेतन के साथ एक संकीर्ण रेखा के रूप में खींची जाती है।

कॉइल आउटपुट को हाइलाइट करने के लिए बोल्ड डॉट्स का उपयोग किया जाता है, तात्कालिक इंडक्शन पदनाम समान होता है। काउंटर-चरण दिखाने के लिए कैस्केड जनरेटर में मध्यवर्ती इकाइयों को निरूपित करने के लिए उपयोग किया जाता है। यदि आप संयोजन करते समय ध्रुवता और वाइंडिंग की दिशा निर्धारित करना चाहते हैं तो डॉट्स लगाएं। प्राथमिक वाइंडिंग में घुमावों की संख्या को पारंपरिक रूप से परिभाषित किया जाता है, जैसे कि अर्ध-वृत्तों की संख्या सामान्यीकृत नहीं होती है, आनुपातिकता होती है, लेकिन इसका कड़ाई से पालन नहीं किया जाता है।

मुख्य विशेषताएं

आइडल मोड का इस्तेमाल तब किया जाता है जब ट्रांसफॉर्मर का सेकेंडरी ओपन होता है, उसमें वोल्टेज नहीं होता है। प्राथमिक वाइंडिंग के माध्यम से करंट प्रवाहित होता है, और प्रतिक्रियाशील चुंबकीयकरण होता है। निष्क्रिय संचालन का उपयोग दक्षता, परिवर्तन अनुपात और मुख्य नुकसान को निर्धारित करने के लिए किया जाता है।

लोड ऑपरेशन में बिजली की आपूर्ति को प्राथमिक सर्किट से जोड़ना शामिल है, जहां ऑपरेशन का कुल करंट और नो-लोड करंट प्रवाहित होता है। लोड ट्रांसफॉर्मर के सेकेंडरी से जुड़ा होता है। यह विधा आम है।

शॉर्ट-सर्किट चरण तब होता है जब द्वितीयक कॉइल का प्रतिरोध एकमात्र भार होता है। इस मोड में सर्किट में कॉइल के हीटिंग लॉस को निर्धारित किया जाता है। प्रतिरोध सेटिंग के माध्यम से डिवाइस प्रतिस्थापन प्रणाली में ट्रांसफार्मर के मापदंडों को ध्यान में रखा जाता है।

इनपुट और आउटपुट पावर का अनुपात ट्रांसफार्मर की दक्षता निर्धारित करता है।

अनुप्रयोग

घरेलू उपकरणों का तटस्थ कंडक्टर के माध्यम से जमीनी कनेक्शन होता है। एक ही समय में फेज और न्यूट्रल सर्किट दोनों को छूने वाले उपभोक्ता लूप फॉल्ट का कारण बनेंगे और परिणामस्वरूप व्यक्तिगत चोट लग सकती है। एक आइसोलेटिंग ट्रांसफॉर्मर के माध्यम से वायरिंग लोगों को सुरक्षित रखती है क्योंकि सेकेंडरी वाइंडिंग का जमीन से कोई संपर्क नहीं होता है।

स्पंदित इकाइयों का उपयोग आयताकार झटके संचारित करते समय और लोड के तहत छोटे संकेतों को परिवर्तित करते समय किया जाता है। आउटपुट वर्तमान की ध्रुवता और आयाम को बदलता है, लेकिन वोल्टेज अपरिवर्तित रहता है।

डीसी मापने का उपकरण एक चुंबकीय एम्पलीफायर है। अल्टरनेटिंग वोल्टेज को बदलने से छोटे बिजली के इलेक्ट्रॉनों की दिशात्मक गति में मदद मिलती है। एक रेक्टिफायर निरंतर ऊर्जा की आपूर्ति करता है और इनपुट बिजली के मूल्यों पर निर्भर करता है।

बिजली इकाइयों का व्यापक रूप से छोटे वर्तमान जनरेटर में उपयोग किया जाता है, डीजल में बिजली, प्रदर्शन में मध्यम मूल्य होते हैं। ट्रांसफॉर्मर लोड के साथ श्रृंखला में लगाए जाते हैं, डिवाइस प्राथमिक घुमाव द्वारा स्रोत से जुड़ा होता है, द्वितीयक सर्किट रूपांतरित ऊर्जा को आउटपुट करता है। आउटपुट करंट वैल्यू सीधे लोड के समानुपाती होता है।यदि जनरेटर तीन-चरण चालू है तो 3 चुंबकीय छड़ वाले उपकरण का उपयोग किया जाता है।

इनवर्टिंग इकाइयों में समान चालकता के ट्रांजिस्टर होते हैं और आउटपुट पर सिग्नल के केवल एक हिस्से को बढ़ाते हैं। पूर्ण वोल्टेज रूपांतरण के लिए, दोनों ट्रांजिस्टर पर एक पल्स लगाया जाता है।

मिलान उपकरण का उपयोग उच्च प्रतिबाधा इनपुट और कम विद्युत प्रवाह के साथ आउटपुट लोड वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों से कनेक्ट करने के लिए किया जाता है। इकाइयाँ उच्च-आवृत्ति लाइनों में उपयोगी होती हैं, जहाँ मूल्यों में अंतर से ऊर्जा की हानि होती है।

ट्रांसफॉर्मर के प्रकार

प्राइमरी और सेकेंडरी सर्किट में करंट की रेटिंग ट्रांसफॉर्मर के वर्गीकरण को निर्धारित करती है। सामान्य प्रकारों में, सूचकांक 1-5 ए की सीमा में होता है।

अलग करने वाली इकाई दोनों सर्पिलों के कनेक्शन के लिए प्रदान नहीं करती है। उपकरण गैल्वेनिक अलगाव प्रदान करता है, अर्थात, गैर-संपर्क तरीके से नाड़ी का संचरण। इसके बिना, परिपथों के बीच बहने वाली धारा केवल प्रतिरोध द्वारा सीमित होती है, जिसे इसके छोटे मान के कारण ध्यान में नहीं रखा जाता है।

मिलान ट्रांसफार्मर आउटपुट पर पल्स आकार के विरूपण को कम करने के लिए विभिन्न प्रतिरोध मूल्यों का मिलान प्रदान करता है। यह गैल्वेनिक अलगाव को व्यवस्थित करने का कार्य करता है।

बिजली दिशा ट्रांसफार्मर क्या हैं, यह जानने से पहले, यह ध्यान दिया जाता है कि उन्हें उच्च-शक्ति नेटवर्क के साथ काम करने के लिए उत्पादित किया जाता है। बारी-बारी से चालू उपकरण बिजली के परिवर्तन की एक बड़ी क्षमता और दर वाले स्थानों में प्रतिष्ठानों और काम को प्राप्त करने में ऊर्जा मूल्यों को बदलते हैं।

एक रोटरी ट्रांसफार्मर को घूर्णन उपकरण के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए, रोटेशन के कोण को सर्किट वोल्टेज में परिवर्तित करने के लिए एक मशीन, जहां दक्षता रोटेशन की गति पर निर्भर करती है। डिवाइस एक विद्युत आवेग को मशीनरी के चलने वाले हिस्सों, जैसे कि वीसीआर के प्रमुख तक पहुंचाता है। अलग-अलग वाइंडिंग के साथ डुअल कोर, जिनमें से एक दूसरे के चारों ओर घूमता है।

तेल से भरी इकाई विशेष ट्रांसफार्मर तेल के साथ कॉइल कूलिंग का उपयोग करती है। उनके पास एक बंद प्रकार का चुंबकीय सर्किट है। हवाई प्रकारों के विपरीत, वे उच्च-शक्ति नेटवर्क के साथ बातचीत कर सकते हैं।

वेल्डिंग ट्रांसफार्मर उपकरण के संचालन को अनुकूलित करने, वोल्टेज कम करने और उच्च आवृत्ति वर्तमान बनाने के लिए। यह आगमनात्मक प्रतिबाधा या नो-लोड विशेषताओं में परिवर्तन के कारण है। कंडक्टरों पर विद्युत घुमाव के लेआउट द्वारा चरण विनियमन किया जाता है।

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