ટ્રાન્સફોર્મરની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ

ટ્રાન્સફોર્મરની બાહ્ય લાક્ષણિકતાઓ

તે જાણીતું છે કે ગૌણ વિન્ડિંગના ટર્મિનલ્સમાં વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર તે કોઇલ સાથે જોડાયેલ લોડ વર્તમાન પર આધાર રાખે છે. આ અવલંબનને ટ્રાન્સફોર્મરની બાહ્ય લાક્ષણિકતા કહેવામાં આવે છે.

ટ્રાન્સફોર્મરની બાહ્ય લાક્ષણિકતા સતત સપ્લાય વોલ્ટેજ પર દૂર કરવામાં આવે છે, જ્યારે લોડમાં ફેરફાર સાથે, હકીકતમાં લોડ પ્રવાહમાં ફેરફાર સાથે, ગૌણ વિન્ડિંગના ટર્મિનલ્સ પર વોલ્ટેજ, એટલે કે. ટ્રાન્સફોર્મરનું સેકન્ડરી વોલ્ટેજ પણ બદલાય છે.

આ ઘટના એ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવી છે કે ગૌણ વિન્ડિંગના પ્રતિકાર પર, લોડ પ્રતિકારમાં ફેરફાર સાથે, વોલ્ટેજ ડ્રોપ પણ બદલાય છે, અને પ્રાથમિક વિન્ડિંગના પ્રતિકારમાં વોલ્ટેજ ડ્રોપમાં ફેરફારને કારણે, ની ઇએમએફ ગૌણ વિન્ડિંગ તે મુજબ બદલાય છે.

પ્રાથમિક વિન્ડિંગમાં EMF સંતુલન સમીકરણ વેક્ટર જથ્થા ધરાવે છે, તેથી ગૌણ વિન્ડિંગમાંનો વોલ્ટેજ લોડ પ્રવાહ અને તે લોડની પ્રકૃતિ બંને પર આધાર રાખે છે: શું તે સક્રિય, પ્રેરક અથવા કેપેસિટીવ છે.

લોડની પ્રકૃતિ લોડ દ્વારા વર્તમાન અને સમગ્ર લોડમાં વોલ્ટેજ વચ્ચેના તબક્કાના કોણના મૂલ્ય દ્વારા પુરાવા મળે છે. મૂળભૂત રીતે, તમે લોડ ફેક્ટર દાખલ કરી શકો છો જે બતાવશે કે લોડ વર્તમાન આપેલ ટ્રાન્સફોર્મર માટે રેટ કરેલ વર્તમાન કરતા કેટલી વાર અલગ છે:

ટ્રાન્સફોર્મરની બાહ્ય લાક્ષણિકતાઓની ચોક્કસ ગણતરી કરવા માટે, સમકક્ષ સર્કિટનો આશરો લઈ શકાય છે, જેમાં, લોડ પ્રતિકારને બદલીને, ગૌણ વિન્ડિંગનું વોલ્ટેજ અને વર્તમાન નિશ્ચિત કરી શકાય છે.

તેમ છતાં, નીચેનું સૂત્ર વ્યવહારમાં ઉપયોગી સાબિત થાય છે, જ્યાં ઓપન સર્કિટ વોલ્ટેજ અને "સેકન્ડરી વોલ્ટેજ ચેન્જ", જે ટકાવારી તરીકે માપવામાં આવે છે, તે આપેલ લોડ પર ઓપન સર્કિટ વોલ્ટેજ અને વોલ્ટેજ વચ્ચેના અંકગણિત તફાવત તરીકે અવેજી અને ગણતરી કરવામાં આવે છે. ઓપન સર્કિટ વોલ્ટેજની ટકાવારી તરીકે:

"સેકન્ડરી વોલ્ટેજ ફેરફાર" શોધવા માટેની અભિવ્યક્તિ ટ્રાન્સફોર્મરના સમકક્ષ સર્કિટમાંથી ચોક્કસ ધારણાઓ સાથે મેળવવામાં આવે છે:

શોર્ટ-સર્કિટ વોલ્ટેજના પ્રતિક્રિયાશીલ અને સક્રિય ઘટકોના મૂલ્યો અહીં દાખલ કરવામાં આવ્યા છે. આ વોલ્ટેજ ઘટકો (સક્રિય અને પ્રતિક્રિયાશીલ) સમકક્ષ સર્કિટ પરિમાણો દ્વારા જોવા મળે છે અથવા પ્રાયોગિક રીતે જોવા મળે છે શોર્ટ સર્કિટનો અનુભવ.

શોર્ટ સર્કિટનો અનુભવ ટ્રાન્સફોર્મર વિશે ઘણું બધું દર્શાવે છે.શોર્ટ-સર્કિટ વોલ્ટેજ પ્રાયોગિક શોર્ટ-સર્કિટ વોલ્ટેજ અને રેટેડ પ્રાથમિક વોલ્ટેજના ગુણોત્તર તરીકે જોવા મળે છે. "શોર્ટ-સર્કિટ વોલ્ટેજ" પરિમાણ ટકાવારમાં સ્પષ્ટ થયેલ છે.

પ્રયોગ દરમિયાન, સેકન્ડરી વિન્ડિંગ ટ્રાન્સફોર્મર પર શોર્ટ-સર્કિટ કરવામાં આવે છે, જ્યારે પ્રાથમિક પર રેટેડ કરતા ઘણો ઓછો વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે, જેથી શોર્ટ-સર્કિટ કરંટ રેટેડ મૂલ્યની બરાબર હોય. અહીં, સપ્લાય વોલ્ટેજને સમગ્ર વિન્ડિંગ્સમાં વોલ્ટેજ ડ્રોપ દ્વારા સંતુલિત કરવામાં આવે છે, અને લાગુ કરેલ ઘટાડેલા વોલ્ટેજનું મૂલ્ય રેટેડ મૂલ્યની સમાન લોડ વર્તમાન પર વિન્ડિંગ્સમાં સમકક્ષ વોલ્ટેજ ડ્રોપ તરીકે ગણવામાં આવે છે.

લો-પાવર સપ્લાય ટ્રાન્સફોર્મર્સ અને પાવર ટ્રાન્સફોર્મર્સ માટે, શોર્ટ-સર્કિટ વોલ્ટેજ મૂલ્ય 5% થી 15% ની રેન્જમાં છે, અને ટ્રાન્સફોર્મર જેટલું વધુ શક્તિશાળી છે, આ મૂલ્ય ઓછું છે. ચોક્કસ ટ્રાન્સફોર્મર માટે ટેકનિકલ દસ્તાવેજીકરણમાં શોર્ટ-સર્કિટ વોલ્ટેજનું ચોક્કસ મૂલ્ય આપવામાં આવે છે.

આકૃતિ ઉપરોક્ત સૂત્રો અનુસાર બાંધવામાં આવેલી બાહ્ય લાક્ષણિકતાઓ દર્શાવે છે. આપણે જોઈ શકીએ છીએ કે આલેખ રેખીય છે, આ એટલા માટે છે કારણ કે વિન્ડિંગના પ્રમાણમાં ઓછા પ્રતિકારને કારણે ગૌણ વોલ્ટેજ ભાર પરિબળ પર નિર્ભર રહેતું નથી, અને ઓપરેટિંગ ચુંબકીય પ્રવાહ લોડ પર થોડો આધાર રાખે છે.

આકૃતિ દર્શાવે છે કે તબક્કો કોણ, ભારની પ્રકૃતિના આધારે, લાક્ષણિકતા ઘટે છે કે વધે છે તેના પર અસર કરે છે. સક્રિય અથવા સક્રિય-ઇન્ડક્ટિવ લોડ સાથે, લાક્ષણિકતામાં ઘટાડો થાય છે, સક્રિય-કેપેસિટીવ લોડ સાથે તે વધી શકે છે, અને પછી "વોલ્ટેજ ફેરફાર" માટેના સૂત્રમાં બીજી મુદત નકારાત્મક બને છે.

લો-પાવર ટ્રાન્સફોર્મર્સ માટે, સક્રિય ઘટક સામાન્ય રીતે પ્રેરક કરતાં વધુ ઘટે છે, તેથી સક્રિય લોડ સાથેની બાહ્ય લાક્ષણિકતા સક્રિય-ઇન્ડક્ટિવ લોડ કરતાં ઓછી રેખીય હોય છે. વધુ શક્તિશાળી ટ્રાન્સફોર્મર્સ માટે તે વિપરીત છે, તેથી સક્રિય લોડ લાક્ષણિકતા વધુ કડક હશે.

ટ્રાન્સફોર્મરની કાર્યક્ષમતા

ટ્રાન્સફોર્મરની કાર્યક્ષમતા એ ટ્રાન્સફોર્મર દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતી સક્રિય વિદ્યુત શક્તિ અને લોડને વિતરિત કરવામાં આવતી ઉપયોગી વિદ્યુત શક્તિનો ગુણોત્તર છે:

ટ્રાન્સફોર્મર દ્વારા વપરાતી વીજ એ લોડ અને ટ્રાન્સફોર્મરમાં સીધેસીધી પાવર લોસ દ્વારા વપરાશમાં લેવાયેલ પાવરનો સરવાળો છે. વધુમાં, સક્રિય શક્તિ નીચે પ્રમાણે કુલ શક્તિ સાથે સંબંધિત છે:

ટ્રાન્સફોર્મરનું આઉટપુટ વોલ્ટેજ સામાન્ય રીતે લોડ પર નબળું નિર્ભર હોવાથી, લોડ ફેક્ટર નીચે પ્રમાણે રેટેડ દેખીતી શક્તિ સાથે સંબંધિત હોઈ શકે છે:

અને ગૌણ સર્કિટમાં લોડ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવામાં આવતી શક્તિ:

લોડ પરિબળ દ્વારા, નજીવા લોડ પરના નુકસાનને ધ્યાનમાં લેતા, મનસ્વી તીવ્રતાના લોડમાં ઇલેક્ટ્રિકલ નુકસાન વ્યક્ત કરી શકાય છે:

શૉર્ટ-સર્કિટ પ્રયોગમાં ટ્રાન્સફોર્મર દ્વારા વપરાશમાં લેવાયેલી શક્તિ દ્વારા નજીવા લોડ નુકસાન ખૂબ જ ચોક્કસ રીતે નક્કી કરવામાં આવે છે, અને ચુંબકીય પ્રકૃતિની ખોટ ટ્રાન્સફોર્મર દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતી નો-લોડ પાવર જેટલી હોય છે. આ નુકશાન ઘટકો ટ્રાન્સફોર્મર દસ્તાવેજીકરણમાં આપવામાં આવે છે. તેથી, જો આપણે ઉપરોક્ત હકીકતોને ધ્યાનમાં લઈએ, તો કાર્યક્ષમતા સૂત્ર નીચેનું સ્વરૂપ લેશે:

આકૃતિ લોડ પર ટ્રાન્સફોર્મરની કાર્યક્ષમતાની અવલંબન દર્શાવે છે.જ્યારે ભાર શૂન્ય હોય છે, ત્યારે કાર્યક્ષમતા શૂન્ય હોય છે.

જેમ જેમ લોડ ફેક્ટર વધે છે તેમ, લોડને પૂરી પાડવામાં આવતી શક્તિ પણ વધે છે, અને ચુંબકીય નુકસાન યથાવત રહે છે, અને કાર્યક્ષમતા, જે જોવામાં સરળ છે, રેખીય રીતે વધે છે. પછી લોડ પરિબળનું શ્રેષ્ઠ મૂલ્ય આવે છે, જ્યાં કાર્યક્ષમતા તેની મર્યાદા સુધી પહોંચે છે, આ બિંદુએ મહત્તમ કાર્યક્ષમતા પ્રાપ્ત થાય છે.

મહત્તમ લોડ પરિબળ પસાર કર્યા પછી, કાર્યક્ષમતા ધીમે ધીમે ઘટવા લાગે છે. આ એટલા માટે છે કારણ કે વિદ્યુત નુકસાન વધે છે, તે વર્તમાનના વર્ગના પ્રમાણસર છે અને તે મુજબ, લોડ પરિબળના વર્ગના પ્રમાણમાં છે. ઉચ્ચ પાવર ટ્રાન્સફોર્મર્સ માટે મહત્તમ કાર્યક્ષમતા (કેવીએ અથવા વધુના એકમોમાં પાવર માપવામાં આવે છે) 98% થી 99% ની રેન્જમાં છે, ઓછી શક્તિવાળા ટ્રાન્સફોર્મર્સ (10 VA કરતા ઓછા) માટે કાર્યક્ષમતા લગભગ 60% હોઈ શકે છે.

નિયમ પ્રમાણે, ડિઝાઇનના તબક્કે તેઓ ટ્રાન્સફોર્મર્સ બનાવવાનો પ્રયાસ કરે છે કે કાર્યક્ષમતા 0.5 થી 0.7 ના શ્રેષ્ઠ લોડ પરિબળ પર તેની મહત્તમ કિંમત સુધી પહોંચે, પછી 0.5 થી 1 ના વાસ્તવિક લોડ પરિબળ સાથે, કાર્યક્ષમતા તેની મહત્તમ નજીક હશે. ઘટાડા સાથે પાવર ફેક્ટર (કોસાઇન ફી) ગૌણ વિન્ડિંગ સાથે જોડાયેલા લોડમાંથી, આઉટપુટ પાવર પણ ઘટે છે, જ્યારે વિદ્યુત અને ચુંબકીય નુકસાન યથાવત રહે છે, તેથી આ કિસ્સામાં કાર્યક્ષમતા ઘટે છે.

ટ્રાન્સફોર્મરના ઑપરેશનનો શ્રેષ્ઠ મોડ, એટલે કે. નોમિનલ મોડ, સામાન્ય રીતે મુશ્કેલી-મુક્ત કામગીરીની શરતો અનુસાર અને કામગીરીના ચોક્કસ સમયગાળા દરમિયાન અનુમતિપાત્ર હીટિંગના સ્તર અનુસાર સેટ કરવામાં આવે છે.આ એક અત્યંત મહત્વપૂર્ણ સ્થિતિ છે જેથી ટ્રાન્સફોર્મર, રેટેડ મોડમાં કામ કરતી વખતે રેટેડ પાવર ડિલિવર કરતી વખતે, વધુ ગરમ ન થાય.