ट्रांसफार्मर की मुख्य विशेषताएं

ट्रांसफार्मर की बाहरी विशेषताएं

यह ज्ञात है कि द्वितीयक वाइंडिंग के टर्मिनलों पर वोल्टेज ट्रांसफार्मर उस कॉइल से जुड़े लोड करंट पर निर्भर करता है। इस निर्भरता को ट्रांसफार्मर की बाहरी विशेषता कहा जाता है।

ट्रांसफॉर्मर की बाहरी विशेषता को निरंतर आपूर्ति वोल्टेज पर हटा दिया जाता है, जब लोड में बदलाव के साथ, वास्तव में लोड वर्तमान में बदलाव के साथ, द्वितीयक घुमाव के टर्मिनलों पर वोल्टेज, यानी। एक ट्रांसफार्मर का द्वितीयक वोल्टेज भी बदलता है।

इस घटना को इस तथ्य से समझाया गया है कि द्वितीयक वाइंडिंग के प्रतिरोध पर, लोड प्रतिरोध में परिवर्तन के साथ, वोल्टेज ड्रॉप भी बदलता है, और प्राथमिक वाइंडिंग के प्रतिरोध में वोल्टेज ड्रॉप में परिवर्तन के कारण, EMF का द्वितीयक वाइंडिंग तदनुसार बदल जाती है।

चूँकि प्राथमिक वाइंडिंग में EMF बैलेंस समीकरण में वेक्टर मात्राएँ होती हैं, द्वितीयक वाइंडिंग में वोल्टेज लोड करंट और उस लोड की प्रकृति दोनों पर निर्भर करता है: चाहे वह सक्रिय हो, आगमनात्मक हो या कैपेसिटिव हो।

लोड की प्रकृति लोड के माध्यम से वर्तमान और लोड भर में वोल्टेज के बीच चरण कोण के मान से प्रमाणित होती है। मूल रूप से, आप एक लोड फैक्टर दर्ज कर सकते हैं जो यह दिखाएगा कि किसी दिए गए ट्रांसफार्मर के लिए रेटेड वर्तमान से कितनी बार लोड करंट भिन्न होता है:

ट्रांसफार्मर की बाहरी विशेषताओं की सटीक गणना करने के लिए, एक समतुल्य सर्किट का सहारा लिया जा सकता है, जिसमें लोड प्रतिरोध को बदलकर, द्वितीयक वाइंडिंग के वोल्टेज और करंट को ठीक किया जा सकता है।

फिर भी, निम्न सूत्र अभ्यास में उपयोगी साबित होता है, जहां ओपन सर्किट वोल्टेज और "द्वितीयक वोल्टेज परिवर्तन", जिसे प्रतिशत के रूप में मापा जाता है, प्रतिस्थापित किया जाता है और खुले सर्किट वोल्टेज और वोल्टेज के बीच अंकगणितीय अंतर के रूप में गणना की जाती है। ओपन सर्किट वोल्टेज के प्रतिशत के रूप में:

"द्वितीयक वोल्टेज परिवर्तन" खोजने के लिए अभिव्यक्ति ट्रांसफार्मर के समतुल्य सर्किट से कुछ मान्यताओं के साथ प्राप्त की जाती है:

शॉर्ट-सर्किट वोल्टेज के प्रतिक्रियाशील और सक्रिय घटकों के मान यहां दर्ज किए गए हैं। ये वोल्टेज घटक (सक्रिय और प्रतिक्रियाशील) समकक्ष सर्किट पैरामीटर द्वारा पाए जाते हैं या प्रयोगात्मक रूप से पाए जाते हैं शॉर्ट सर्किट का अनुभव.

शॉर्ट सर्किट का अनुभव ट्रांसफार्मर के बारे में बहुत कुछ बताता है।शॉर्ट-सर्किट वोल्टेज को प्रायोगिक शॉर्ट-सर्किट वोल्टेज के रेटेड प्राथमिक वोल्टेज के अनुपात के रूप में पाया जाता है। "शॉर्ट-सर्किट वोल्टेज" पैरामीटर प्रतिशत में निर्दिष्ट है।

प्रयोग के दौरान, सेकेंडरी वाइंडिंग को ट्रांसफॉर्मर में शॉर्ट-सर्किट किया जाता है, जबकि रेटेड की तुलना में प्राथमिक पर बहुत कम वोल्टेज लगाया जाता है, ताकि शॉर्ट-सर्किट करंट रेटेड मान के बराबर हो। यहां, आपूर्ति वोल्टेज को वाइंडिंग में वोल्टेज ड्रॉप द्वारा संतुलित किया जाता है, और लागू कम वोल्टेज के मूल्य को रेटेड मान के बराबर लोड करंट पर वाइंडिंग के बराबर वोल्टेज ड्रॉप के रूप में माना जाता है।

कम-बिजली आपूर्ति ट्रांसफार्मर और बिजली ट्रांसफार्मर के लिए, शॉर्ट-सर्किट वोल्टेज मान 5% से 15% की सीमा में होता है, और ट्रांसफार्मर जितना अधिक शक्तिशाली होता है, यह मान उतना ही छोटा होता है। एक विशिष्ट ट्रांसफॉर्मर के लिए तकनीकी दस्तावेज में शॉर्ट-सर्किट वोल्टेज का सटीक मूल्य दिया गया है।

आंकड़ा उपरोक्त सूत्रों के अनुसार निर्मित बाहरी विशेषताओं को दर्शाता है। हम देख सकते हैं कि रेखांकन रैखिक हैं, इसका कारण यह है कि द्वितीयक वोल्टेज वाइंडिंग के अपेक्षाकृत कम प्रतिरोध और ऑपरेटिंग चुंबकीय के कारण भार कारक पर दृढ़ता से निर्भर नहीं करता है। प्रवाह भार पर बहुत कम निर्भर करता है।

आंकड़ा दिखाता है कि लोड की प्रकृति के आधार पर चरण कोण प्रभावित करता है कि क्या विशेषता घटती है या बढ़ती है। एक सक्रिय या सक्रिय-आगमनात्मक लोड के साथ, विशेषता गिरती है, एक सक्रिय-कैपेसिटिव लोड के साथ यह बढ़ सकता है, और फिर "वोल्टेज परिवर्तन" के सूत्र में दूसरा शब्द नकारात्मक हो जाता है।

कम-शक्ति ट्रांसफार्मर के लिए, सक्रिय घटक आमतौर पर आगमनात्मक से अधिक गिरता है, इसलिए एक सक्रिय भार के साथ बाहरी विशेषता सक्रिय-आगमनात्मक भार की तुलना में कम रैखिक होती है। अधिक शक्तिशाली ट्रांसफार्मर के लिए यह विपरीत है, इसलिए सक्रिय लोड की विशेषता अधिक कठोर होगी।

ट्रांसफार्मर दक्षता

ट्रांसफार्मर की दक्षता, लोड को वितरित उपयोगी विद्युत शक्ति और ट्रांसफार्मर द्वारा खपत की गई सक्रिय विद्युत शक्ति का अनुपात है:

ट्रांसफार्मर द्वारा खपत की गई बिजली लोड द्वारा खपत की गई बिजली और सीधे ट्रांसफार्मर में बिजली की हानि का योग है। इसके अलावा, सक्रिय शक्ति निम्नानुसार कुल शक्ति से संबंधित है:

चूंकि ट्रांसफार्मर का आउटपुट वोल्टेज आमतौर पर लोड पर कमजोर रूप से निर्भर होता है, इसलिए लोड फैक्टर रेटेड स्पष्ट शक्ति से संबंधित हो सकता है:

और द्वितीयक परिपथ में भार द्वारा खपत की गई शक्ति:

मनमाने परिमाण के भार में बिजली के नुकसान को भार कारक द्वारा नाममात्र भार पर होने वाले नुकसान को ध्यान में रखते हुए व्यक्त किया जा सकता है:

शॉर्ट-सर्किट प्रयोग में ट्रांसफॉर्मर द्वारा उपभोग की जाने वाली शक्ति द्वारा नाममात्र लोड हानियों को बहुत सटीक रूप से निर्धारित किया जाता है, और एक चुंबकीय प्रकृति के नुकसान ट्रांसफॉर्मर द्वारा खपत नो-लोड पावर के बराबर होते हैं। ये नुकसान घटक ट्रांसफार्मर प्रलेखन में दिए गए हैं। इसलिए, यदि हम उपरोक्त तथ्यों पर विचार करें, तो दक्षता सूत्र निम्नलिखित रूप लेगा:

आंकड़ा लोड पर ट्रांसफार्मर की दक्षता की निर्भरता को दर्शाता है।जब भार शून्य होता है, तो दक्षता शून्य होती है।

जैसे-जैसे लोड फैक्टर बढ़ता है, लोड को आपूर्ति की जाने वाली शक्ति भी बढ़ती जाती है, और चुंबकीय नुकसान अपरिवर्तित रहता है, और दक्षता, जो देखने में आसान है, रैखिक रूप से बढ़ जाती है। इसके बाद लोड फैक्टर का इष्टतम मूल्य आता है, जहां दक्षता अपनी सीमा तक पहुंचती है, इस बिंदु पर अधिकतम दक्षता प्राप्त की जाती है।

इष्टतम लोड फैक्टर पास करने के बाद, दक्षता धीरे-धीरे कम होने लगती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि बिजली के नुकसान में वृद्धि होती है, वे वर्तमान के वर्ग के आनुपातिक होते हैं और तदनुसार लोड कारक के वर्ग के अनुसार। उच्च शक्ति ट्रांसफार्मर के लिए अधिकतम दक्षता (शक्ति केवीए या अधिक की इकाइयों में मापा जाता है) 98% से 99% की सीमा में है, कम बिजली ट्रांसफार्मर (10 वीए से कम) के लिए दक्षता लगभग 60% हो सकती है।

एक नियम के रूप में, डिजाइन चरण में वे ट्रांसफॉर्मर बनाने की कोशिश करते हैं ताकि दक्षता 0.5 से 0.7 के इष्टतम लोड कारक पर अधिकतम मूल्य तक पहुंच जाए, फिर 0.5 से 1 के वास्तविक लोड कारक के साथ, दक्षता अधिकतम के करीब होगी। कमी के साथ पावर फैक्टर (कोसाइन फी) द्वितीयक वाइंडिंग से जुड़े भार के कारण, आउटपुट पावर भी घट जाती है, जबकि विद्युत और चुंबकीय नुकसान अपरिवर्तित रहते हैं, इसलिए इस मामले में दक्षता कम हो जाती है।

ट्रांसफार्मर के संचालन का इष्टतम मोड, अर्थात। नाममात्र मोड, आमतौर पर मुसीबत से मुक्त संचालन की शर्तों के अनुसार और संचालन की एक निश्चित अवधि के दौरान अनुमेय ताप के स्तर के अनुसार निर्धारित किया जाता है।यह एक अत्यंत महत्वपूर्ण स्थिति है ताकि रेटेड मोड में काम करते समय रेटेड पावर देने के दौरान ट्रांसफॉर्मर ज़्यादा गरम न हो।