पीक ट्रांसफार्मर - संचालन, उपकरण, उद्देश्य और अनुप्रयोग का सिद्धांत
एक विशेष प्रकार का विद्युत ट्रांसफार्मर होता है जिसे पीक ट्रांसफार्मर कहा जाता है। इस प्रकार का एक ट्रांसफार्मर अपनी प्राथमिक वाइंडिंग पर लगाए गए साइनसोइडल वोल्टेज को अलग-अलग ध्रुवता के दालों और प्राथमिक के समान आवृत्ति में परिवर्तित करता है। साइनसोइडल वोल्टेज… साइन वेव को यहां प्राइमरी वाइंडिंग में फीड किया जाता है और पीक ट्रांसफॉर्मर की सेकेंडरी वाइंडिंग से पल्स को हटा दिया जाता है।
पीक ट्रांसफॉर्मर का उपयोग कुछ मामलों में थायरेट्रॉन और पारा रेक्टीफायर जैसे गैस निर्वहन उपकरणों को नियंत्रित करने के साथ-साथ सेमीकंडक्टर थाइरिस्टर्स को नियंत्रित करने और कुछ अन्य विशेष उद्देश्यों के लिए किया जाता है।
शिखर ट्रांसफार्मर के संचालन का सिद्धांत
पीक ट्रांसफॉर्मर का संचालन इसके कोर की फेरोमैग्नेटिक सामग्री के चुंबकीय संतृप्ति की घटना पर आधारित है। निष्कर्ष यह है कि ट्रांसफॉर्मर के मैग्नेटाइज्ड फेरोमैग्नेटिक कोर में मैग्नेटिक इंडक्शन बी का मान गैर-रेखीय रूप से दिए गए फेरोमैग्नेट के मैग्नेटाइजिंग फील्ड एच की ताकत पर निर्भर करता है।
इस प्रकार, चुम्बकीय क्षेत्र एच के कम मूल्यों पर - कोर में इंडक्शन बी पहले तेजी से और लगभग रैखिक रूप से बढ़ता है, लेकिन मैग्नेटाइजिंग फील्ड एच जितना अधिक होता है, उतनी ही धीरे-धीरे कोर में इंडक्शन बी बढ़ता रहता है।
और अंत में, पर्याप्त रूप से मजबूत चुंबकीयकरण क्षेत्र के साथ, प्रेरण बी व्यावहारिक रूप से बढ़ना बंद कर देता है, हालांकि चुंबकत्व क्षेत्र की तीव्रता एच में वृद्धि जारी है। एच पर बी की यह गैर-रेखीय निर्भरता तथाकथित द्वारा विशेषता है हिस्टैरिसीस सर्किट.
यह ज्ञात है कि चुंबकीय प्रवाह F, जिसके परिवर्तन से ट्रांसफार्मर की द्वितीयक वाइंडिंग में EMF का समावेश होता है, इस वाइंडिंग के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र S द्वारा इस वाइंडिंग के कोर में इंडक्शन B के उत्पाद के बराबर होता है। घुमावदार कोर।
इसलिए, फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम के अनुसार, ट्रांसफार्मर की द्वितीयक वाइंडिंग में EMF E2 द्वितीयक वाइंडिंग में प्रवेश करने वाले चुंबकीय प्रवाह F के परिवर्तन की दर के समानुपाती होता है और इसमें घुमावों की संख्या w होती है।
उपरोक्त दोनों कारकों को ध्यान में रखते हुए, यह आसानी से समझा जा सकता है कि पीक ट्रांसफार्मर की प्राथमिक वाइंडिंग पर लागू वोल्टेज के साइनसॉइड की चोटियों के अनुरूप समय अंतराल में फेरोमैग्नेट को संतृप्त करने के लिए पर्याप्त आयाम के साथ, इसमें चुंबकीय प्रवाह Φ इन क्षणों में कोर व्यावहारिक रूप से नहीं बदलेगा।
लेकिन केवल शून्य के माध्यम से चुंबकीयकरण क्षेत्र एच के साइनसॉइड के संक्रमण के क्षणों के पास, कोर में चुंबकीय प्रवाह एफ काफी तेजी से और जल्दी से बदल जाएगा (ऊपर चित्र देखें)।और ट्रांसफॉर्मर कोर के हिस्टैरिसीस लूप को संकरा करें, इसकी चुंबकीय पारगम्यता जितनी अधिक होगी, और ट्रांसफार्मर की प्राथमिक वाइंडिंग पर लागू वोल्टेज की आवृत्ति जितनी अधिक होगी, इन क्षणों में चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर उतनी ही अधिक होगी।
तदनुसार, शून्य के माध्यम से कोर एच के चुंबकीय क्षेत्र के संक्रमण के क्षणों के पास, यह देखते हुए कि इन संक्रमणों की गति अधिक है, बारी-बारी से ध्रुवीकरण की छोटी घंटी के आकार की दालें ट्रांसफॉर्मर की द्वितीयक वाइंडिंग पर बनेंगी, क्योंकि दिशा इन स्पंदों को आरंभ करने वाले चुंबकीय प्रवाह F में परिवर्तन भी वैकल्पिक होता है।
पीक ट्रांसफार्मर डिवाइस
पीक ट्रांसफार्मर को चुंबकीय शंट के साथ या प्राथमिक वाइंडिंग के आपूर्ति सर्किट में एक अतिरिक्त अवरोधक के साथ बनाया जा सकता है।
प्राथमिक सर्किट में एक रोकनेवाला के साथ समाधान बहुत अलग नहीं है एक क्लासिक ट्रांसफार्मर से... केवल यहाँ प्राथमिक वाइंडिंग में पीक करंट (अंतराल में खपत जब कोर संतृप्ति में प्रवेश करता है) एक अवरोधक द्वारा सीमित होता है। इस तरह के पीकिंग ट्रांसफॉर्मर को डिजाइन करने में, उन्हें साइन वेव की आधी-तरंगों की चोटियों पर कोर की गहरी संतृप्ति प्रदान करने की आवश्यकता द्वारा निर्देशित किया जाता है।
ऐसा करने के लिए, आपूर्ति वोल्टेज के उपयुक्त मापदंडों का चयन करें, रोकनेवाला का मान, चुंबकीय सर्किट का क्रॉस-सेक्शन और ट्रांसफार्मर की प्राथमिक वाइंडिंग में घुमावों की संख्या। दालों को जितना संभव हो उतना छोटा करने के लिए, चुंबकीय सर्किट के उत्पादन के लिए विशेष रूप से उच्च चुंबकीय पारगम्यता के साथ एक चुंबकीय रूप से नरम सामग्री, उदाहरण के लिए परमालॉइड का उपयोग किया जाता है।
प्राप्त दालों का आयाम सीधे तैयार ट्रांसफॉर्मर की द्वितीयक वाइंडिंग में घुमावों की संख्या पर निर्भर करेगा। एक रोकनेवाला की उपस्थिति, निश्चित रूप से, इस तरह के डिजाइन में सक्रिय शक्ति के महत्वपूर्ण नुकसान का कारण बनती है, लेकिन यह कोर के डिजाइन को बहुत सरल करती है।
एक पीक करंट-लिमिटिंग मैग्नेटिक शंट ट्रांसफॉर्मर तीन-चरण के मैग्नेटिक सर्किट पर बना होता है, जहाँ तीसरी रॉड को पहले दो रॉड्स से एक एयर गैप द्वारा अलग किया जाता है, और पहली और दूसरी रॉड्स एक दूसरे के लिए बंद होती हैं और प्राइमरी ले जाती हैं और माध्यमिक वाइंडिंग्स।
जब चुम्बकीय क्षेत्र H बढ़ता है, तो बंद चुंबकीय परिपथ पहले संतृप्त होता है क्योंकि इसका चुंबकीय प्रतिरोध कम होता है। चुंबकीयकरण क्षेत्र में और वृद्धि के साथ, चुंबकीय प्रवाह एफ तीसरी छड़ - शंट के माध्यम से बंद हो जाता है, जबकि जेट सर्किट थोड़ा बढ़ जाता है, जो पीक करंट को सीमित करता है।
एक प्रतिरोधी से जुड़े डिजाइन की तुलना में, यहां सक्रिय नुकसान कम हैं, हालांकि मूल निर्माण थोड़ा अधिक जटिल हो गया है।
पीक ट्रांसफार्मर के साथ आवेदन
जैसा कि आप पहले ही समझ चुके हैं, साइनसॉइडल अल्टरनेटिंग वोल्टेज की छोटी दालों को प्राप्त करने के लिए पीक ट्रांसफार्मर आवश्यक हैं। इस पद्धति द्वारा प्राप्त दालों को कम वृद्धि और गिरावट के समय की विशेषता होती है, जो उन्हें विद्युत नियंत्रण इलेक्ट्रोड के लिए उपयोग करना संभव बनाता है, उदाहरण के लिए, सेमीकंडक्टर थाइरिस्टर्स, वैक्यूम थाइराट्रॉन आदि।