ऑटोट्रांसफॉर्मर्स - डिवाइस, सिद्धांत, फायदे और नुकसान

ऑटोट्रांसफॉर्मर्स के संचालन का उद्देश्य, उपकरण और सिद्धांत

कुछ मामलों में, वोल्टेज को एक छोटी सी सीमा में बदलना आवश्यक है। ऐसा करने का सबसे आसान तरीका नहीं है डबल वाइंडिंग ट्रांसफॉर्मरऔर सिंगल वाइंडिंग्स को ऑटोट्रांसफॉर्मर कहा जाता है। यदि परिवर्तन कारक एकता से थोड़ा अलग है, तो प्राथमिक और द्वितीयक वाइंडिंग में धाराओं के परिमाण के बीच का अंतर छोटा होगा। यदि आप दो कॉइल को मिलाते हैं तो क्या होता है? आपको एक ऑटोट्रांसफॉर्मर (चित्र 1) का आरेख मिलेगा।

ऑटोट्रांसफॉर्मर्स को विशेष प्रयोजन ट्रांसफार्मर के रूप में वर्गीकृत किया गया है। ऑटोट्रांसफॉर्मर ट्रांसफॉर्मर से भिन्न होते हैं जिसमें उनकी लो-वोल्टेज वाइंडिंग उच्च-वोल्टेज वाइंडिंग का हिस्सा होती है, यानी इन वाइंडिंग के सर्किट में न केवल एक चुंबकीय, बल्कि एक गैल्वेनिक कनेक्शन भी होता है।

ऑटोट्रांसफॉर्मर की वाइंडिंग्स को शामिल करने के आधार पर, वोल्टेज में वृद्धि या कमी हो सकती है।

चावल।एकल-चरण ऑटोट्रांसफॉर्मर की 1 योजनाएँ: ए-स्टेप-डाउन, बी-स्टेप-अप।

यदि आप एक वैकल्पिक वोल्टेज स्रोत को बिंदु A और X से जोड़ते हैं, तो कोर में एक वैकल्पिक चुंबकीय प्रवाह दिखाई देगा। कुंडली के प्रत्येक फेरों में समान परिमाण का एक EMF प्रेरित होगा। जाहिर है, बिंदु ए और एक्स के बीच एक मोड़ के ईएमएफ के बराबर एक ईएमएफ होगा, अंक ए और एक्स के बीच बंद होने की संख्या।

यदि आप कुंडली को बिंदु a और X पर किसी भी भार से जोड़ते हैं, तो द्वितीयक धारा I2 कुंडली के भाग से होकर गुजरेगी और बिंदु a और x के बीच होगी। लेकिन चूंकि प्राथमिक धारा समान घुमावों I1 से होकर गुजरती है, तो दो धाराएं ज्यामितीय रूप से जोड़ देगा और इन धाराओं के बीच के अंतर से निर्धारित धारा aX के साथ बहुत कम मात्रा में धारा प्रवाहित होगी। यह तांबे को बचाने के लिए घुमावदार के एक हिस्से को छोटे गेज तार से काटने की अनुमति देता है। यदि हम मानते हैं कि यह खंड अधिकांश मोड़ बनाता है, तो तांबे की अर्थव्यवस्था बहुत ध्यान देने योग्य है।

इस प्रकार, वोल्टेज को थोड़ा कम करने या बढ़ाने के लिए ऑटोट्रांसफॉर्मर्स का उपयोग करने की सलाह दी जाती है, जब घुमावदार भाग में एक कम धारा सेट की जाती है, जो ऑटोट्रांसफॉर्मर के दोनों सर्किटों के लिए सामान्य है, जो एक पतले तार के साथ करने और अलौह को बचाने की अनुमति देता है। धातु। साथ ही, चुंबकीय सर्किट के उत्पादन के लिए स्टील की खपत कम हो जाती है, जिसका क्रॉस-सेक्शन ट्रांसफॉर्मर की तुलना में छोटा होता है।

विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा कन्वर्टर्स में - ट्रांसफार्मर - एक कॉइल से दूसरे में ऊर्जा का स्थानांतरण एक चुंबकीय क्षेत्र द्वारा किया जाता है, जिसकी ऊर्जा चुंबकीय सर्किट में केंद्रित होती है।ऑटोट्रांसफॉर्मर्स में, ऊर्जा एक चुंबकीय क्षेत्र और प्राथमिक और द्वितीयक वाइंडिंग के बीच विद्युत कनेक्शन के माध्यम से प्रेषित होती है।

ट्रांसफार्मर और ऑटोट्रांसफॉर्मर

ऑटोट्रांसफॉर्मर सफलतापूर्वक दो-घुमावदार ट्रांसफार्मर के साथ प्रतिस्पर्धा करते हैं जब उनका परिवर्तन अनुपात एकता से थोड़ा अलग होता है और 1.5 - 2 से अधिक होता है। जब परिवर्तन अनुपात 3 से ऊपर होता है, तो ऑटोट्रांसफॉर्मर उचित नहीं होते हैं।

संरचनात्मक रूप से, ऑटोट्रांसफॉर्मर व्यावहारिक रूप से ट्रांसफार्मर से भिन्न नहीं होते हैं। चुंबकीय सर्किट के कोर पर दो कॉइल होते हैं। लीड्स को दो वाइंडिंग और एक सामान्य बिंदु से लिया जाता है। अधिकांश ऑटोट्रांसफ़ॉर्मर भाग ट्रांसफ़ॉर्मर भागों से संरचनात्मक रूप से अप्रभेद्य होते हैं।

प्रयोगशाला ऑटोट्रांसफॉर्मर (एलएटीआर)

कम-शक्ति प्रयोगशाला वोल्टेज नियामकों (एलएटीआर) के रूप में कम-वोल्टेज नेटवर्क में ऑटोट्रांसफॉर्मर का भी उपयोग किया जाता है। ऐसे ऑटोट्रांसफॉर्मर्स में, स्लाइडिंग संपर्क को घुमाव के घुमावों के साथ स्थानांतरित करके वोल्टेज विनियमन किया जाता है।

प्रयोगशाला-नियंत्रित एकल-चरण ऑटोट्रांसफ़ॉर्मर्स में एक कुंडलाकार फेरोमैग्नेटिक मैग्नेटिक सर्किट होता है, जो इंसुलेटेड कॉपर वायर (चित्र 2) की एक परत के साथ लिपटा होता है।

इस वाइंडिंग से कई निरंतर नल बनाए जाते हैं, जो इन उपकरणों को एक निश्चित निरंतर परिवर्तन अनुपात के साथ स्टेप-डाउन या स्टेप-अप ऑटोट्रांसफॉर्मर के रूप में उपयोग करने की अनुमति देता है। इसके अलावा, कॉइल की सतह पर, इन्सुलेशन से साफ किया जाता है, एक संकरा रास्ता होता है जिसके साथ ब्रश या रोलर का संपर्क शून्य से 250 वी तक लगातार समायोज्य माध्यमिक वोल्टेज प्राप्त करने के लिए चलता है।

जब एलएटीआर में आसन्न घुमाव बंद होते हैं, तो कोई मोड़ बंद नहीं होता है क्योंकि ऑटोट्रांसफॉर्मर की संयुक्त वाइंडिंग में लाइन और लोड धाराएं एक दूसरे के करीब और विपरीत दिशाओं में होती हैं।

प्रयोगशाला ऑटोट्रांसफॉर्मर 0.5 की नाममात्र शक्ति के साथ उत्पादित होते हैं; 1; 2; 5; 7.5 केवीए।

एक प्रयोगशाला-नियंत्रित एकल-चरण ऑटोट्रांसफॉर्मर की योजनाबद्ध

प्रयोगशाला ऑटोट्रांसफॉर्मर (एलएटीआर)

तीन चरण ऑटोट्रांसफॉर्मर

एकल-चरण दो-घुमावदार ऑटोट्रांसफॉर्मर के साथ, तीन-चरण दो-घुमावदार और तीन-चरण तीन-घुमावदार ऑटोट्रांसफॉर्मर अक्सर उपयोग किए जाते हैं।

तीन-चरण ऑटोट्रांसफॉर्मर में, चरण आमतौर पर एक नुकीले तटस्थ बिंदु (चित्र 3) के साथ एक तारे में जुड़े होते हैं। यदि वोल्टेज को कम करना आवश्यक है, तो टर्मिनलों ए, बी, सी को विद्युत ऊर्जा की आपूर्ति की जाती है और टर्मिनलों ए, बी, एस से वापस ले ली जाती है, और वोल्टेज में वृद्धि के साथ - इसके विपरीत। शक्तिशाली मोटर्स शुरू करने के साथ-साथ टर्मिनल वोल्टेज के चरणबद्ध विनियमन के लिए उनका उपयोग वोल्टेज कम करने वाले उपकरणों के रूप में किया जाता है। तापन तत्व बिजली के ओवन।

चावल। 3. तीन चरण के ऑटोट्रांसफॉर्मर की योजना घुमावदार चरणों के एक तारकीय कनेक्शन के साथ तटस्थ बिंदु को हटा दिया गया

तीन वाइंडिंग वाले तीन-चरण उच्च-वोल्टेज ट्रांसफार्मर का उपयोग उच्च-वोल्टेज विद्युत नेटवर्क में भी किया जाता है।

तीन-चरण ऑटोट्रांसफॉर्मर, एक नियम के रूप में, उच्च वोल्टेज की तरफ एक तटस्थ तार के साथ एक स्टार में जुड़े हुए हैं। स्टार कनेक्शन वोल्टेज ड्रॉप प्रदान करता है जिसके लिए ऑटोट्रांसफॉर्मर इन्सुलेशन डिज़ाइन किया गया है।

ऑटोट्रांसफॉर्मर्स के उपयोग से ऊर्जा प्रणालियों की दक्षता में सुधार होता है, ऊर्जा संचरण लागत कम होती है, लेकिन शॉर्ट-सर्किट धाराओं में वृद्धि होती है।

ऑटोट्रांसफॉर्मर के नुकसान

ऑटोट्रांसफॉर्मर का नुकसान उच्च वोल्टेज के लिए दो वाइंडिंग्स को इन्सुलेट करने की आवश्यकता है, क्योंकि वाइंडिंग्स विद्युत रूप से जुड़े हुए हैं।

ऑटोट्रांसफॉर्मर्स का एक महत्वपूर्ण नुकसान प्राथमिक और माध्यमिक सर्किट के बीच गैल्वेनिक कनेक्शन है, जो उन्हें 6-10 kV नेटवर्क में फीडर के रूप में उपयोग करने की अनुमति नहीं देता है, जब वोल्टेज 0.38 kV तक गिर जाता है, क्योंकि 380 V को उन उपकरणों पर आपूर्ति की जाती है, जिन पर लोग काम करते हैं।

ऑटोट्रांसफॉर्मर में वाइंडिंग्स के बीच विद्युत कनेक्शन की उपस्थिति के कारण टूटने की स्थिति में, उच्च वोल्टेज को निचली वाइंडिंग पर लागू किया जा सकता है। इस मामले में, परिचालन स्थापना के सभी हिस्सों को उच्च-वोल्टेज वाले हिस्से से जोड़ा जाएगा, जिसे रखरखाव सुरक्षा और जुड़े विद्युत उपकरणों के प्रवाहकीय भागों के इन्सुलेशन को तोड़ने की संभावना के कारण अनुमति नहीं है।

उच्च वोल्टेज ऑटोट्रांसफॉर्मर