પાવર ટ્રાન્સફોર્મર ડિઝાઇન

ટ્રાન્સફોર્મર એ ઇલેક્ટ્રિકલ મશીન છે જે એક વોલ્ટેજના વૈકલ્પિક પ્રવાહને બીજા વોલ્ટેજના વૈકલ્પિક પ્રવાહમાં રૂપાંતરિત કરે છે.

પાવર ટ્રાન્સફોર્મર્સના મુખ્ય માળખાકીય તત્વો: શરીર, કોર, વિન્ડિંગ્સ, કૂલિંગ ડિવાઇસ, બુશિંગ્સ અને રક્ષણાત્મક ઉપકરણો (વિસ્તરણકર્તા, એક્ઝોસ્ટ પાઇપ અને ગેસ રિલે).

ટ્રાન્સફોર્મરની વિન્ડિંગ્સ એવી રીતે ગોઠવવામાં આવે છે કે પ્રાથમિક વિન્ડિંગ દ્વારા બનાવેલ ચુંબકીય પ્રવાહ મોટાભાગના ગૌણ વિન્ડિંગ્સમાં પ્રવેશ કરે છે. આ જરૂરિયાત સ્ટીલ કોરના બાંધકામ દ્વારા સુનિશ્ચિત કરવામાં આવે છે, જે બંધ ચુંબકીય સર્કિટ છે. વિન્ડિંગ્સ અને મેગ્નેટિક સિસ્ટમની પરસ્પર ગોઠવણીના આધારે, ત્યાં બે મુખ્ય પ્રકારનાં ટ્રાન્સફોર્મર્સ છે: સળિયા અને આર્મેચર.

સળિયાના ટ્રાન્સફોર્મરમાં, વિન્ડિંગ્સ મુખ્ય સળિયા પર સ્થિત હોય છે, જે ચુંબકીય સર્કિટને બંધ કરતા યોક્સ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે. સળિયાના પ્રકારનો ઉપયોગ પાવર સપ્લાય અને સંખ્યાબંધ વિશિષ્ટ ટ્રાન્સફોર્મર્સ માટે થાય છે. આર્મર્ડ ટ્રાન્સફોર્મર બ્રાન્ચ્ડ મેગ્નેટિક સર્કિટનો ઉપયોગ કરે છે જે વિન્ડિંગને આવરી લે છે, જાણે તેને "આર્મર્ડિંગ" કરે છે.બખ્તર જેવી કોર રચના ખાસ કરીને નાના સિંગલ-ફેઝ ટ્રાન્સફોર્મર્સ માટે વપરાય છે.

થ્રી-ફેઝ રોડ ટ્રાન્સફોર્મર:

ટ્રાન્સફોર્મરનું ચુંબકીય સર્કિટ, જેને કોર કહેવાય છે, તે એલોય સ્ટીલની શીટ્સમાંથી એસેમ્બલ થાય છે. શીટ્સને બંધ ન કરવા માટે, તેઓ વાર્નિશના પાતળા સ્તર સાથે પૂર્વ-કોટેડ હોય છે અથવા કાગળથી ગુંદર ધરાવતા હોય છે.

કોરમાં કોઇલ વહન કરતા સળિયા અને ચુંબકીય સર્કિટ બંધ કરતી યોકનો સમાવેશ થાય છે. કોરનો ક્રોસ-સેક્શન કોઇલના આકારની શક્ય તેટલી નજીક હોવો જોઈએ.

લંબચોરસ વિન્ડિંગ્સમાં, કોરનો ક્રોસ-સેક્શન લંબચોરસ બનાવવામાં આવે છે. રાઉન્ડ સાથે - કોરમાં બહુ-સ્તરનો વિભાગ છે. જો કોરમાં મોટો ક્રોસ-સેક્શન હોય, તો કોરને અલગ પેકેજોમાં વિભાજીત કરીને, ગરમીને દૂર કરવા માટે રેખાંશ હવા ચેનલો બનાવવામાં આવે છે.

શીટ્સને પિન અથવા રિવેટ્સ સાથે એકસાથે ખેંચવામાં આવે છે. વ્યક્તિગત શીટ્સ એકબીજા સાથે જોડાયેલી હોવી જોઈએ નહીં, કારણ કે સંપર્ક વિમાનમાં એડી કરંટ આવી શકે છે. શીટ્સને પિન અને રિવેટ્સ દ્વારા બંધ થતી અટકાવવા માટે, તેમના પર ઇન્સ્યુલેટીંગ ટ્યુબ મૂકવામાં આવે છે. બદામ અને રિવેટ હેડને ઇલેક્ટ્રીકલ કાર્ડબોર્ડ વોશર સાથે કોર પ્રેસ પ્લેટ્સથી અલગ કરવામાં આવે છે.

ટ્રાન્સફોર્મર્સમાં બે પ્રકારના વિન્ડિંગ્સનો ઉપયોગ થાય છે: ડિસ્ક અને નળાકાર.

ડિસ્ક-આકારની વિન્ડિંગ ડિઝાઇન સાથે, પ્રાથમિક અને ગૌણ વિન્ડિંગ્સને ફ્લેટ ડિસ્ક-આકારના વિન્ડિંગ્સની શ્રેણીમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે જે ટ્રાન્સફોર્મર કોર પર શ્રેણીમાં વૈકલ્પિક હોય છે.

નળાકાર વિન્ડિંગમાં, પ્રાથમિક અને ગૌણ વિન્ડિંગ્સ એકબીજા સાથે કેન્દ્રિત રીતે ગોઠવાય છે. લો વોલ્ટેજ વિન્ડિંગ સામાન્ય રીતે કોરની નજીક મૂકવામાં આવે છે કારણ કે તેને સ્ટીલમાંથી ઇન્સ્યુલેટ કરવું સરળ છે.

વિન્ડિંગ્સ બનાવતી વખતે, વ્યક્તિગત વાયરના ઇન્સ્યુલેશન, સ્તરો અને વિન્ડિંગ્સ વચ્ચેના ઇન્સ્યુલેશન, પ્રાથમિક અને ગૌણ (ગૌણ) વિન્ડિંગ્સ વચ્ચેના ઇન્સ્યુલેશન અને કોર સંબંધિત વિન્ડિંગ્સના ઇન્સ્યુલેશન વચ્ચે તફાવત કરવો આવશ્યક છે.

ટ્રાન્સફોર્મરના વિન્ડિંગ્સ ઇન્સ્યુલેશનથી ઢંકાયેલા કોપર વાયરથી બનેલા છે. વિન્ડિંગ વાયરને ઇન્સ્યુલેટ કરવા માટે, કાગળ, ક્યારેક કોટન સિલ્ક યાર્ન, વાર્નિશ (દંતવલ્ક) ફોઇલ અથવા ઇન્સ્યુલેશનના ઘણા સ્તરોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, વાર્નિશનો એક સ્તર અને રેશમ યાર્નનો એક સ્તર, કાગળનો એક સ્તર અને સુતરાઉ યાર્નનો એક સ્તર. , વગેરે

પેપર વિભાજકનો ઉપયોગ સ્તરો વચ્ચે ઇન્સ્યુલેશન તરીકે થાય છે. વિન્ડિંગ્સને તેલથી પલાળેલી ટેપ, કાગળ અથવા કાપડથી વીંટાળેલા વોશર અથવા ઇલેક્ટ્રિકલ કાર્ડબોર્ડ ગાસ્કેટથી અવાહક કરવામાં આવે છે.

ટ્રાન્સફોર્મર વિન્ડિંગ્સના છેડા બુશિંગ્સની મદદથી બહાર લાવવામાં આવે છે, જે તેમને ગ્રાઉન્ડ બોડી (ટાંકી) થી અલગ કરે છે.

ટ્રાન્સફોર્મર ઉપકરણ:

ત્રણ-તબક્કાના ટ્રાન્સફોર્મરના વિન્ડિંગ્સને કનેક્ટ કરવાની બે મૂળભૂત રીતો છે: ડેલ્ટા કનેક્શન અને સ્ટાર કનેક્શન. જ્યારે વિન્ડિંગ્સ ડેલ્ટા-કનેક્ટેડ હોય છે, ત્યારે તબક્કો વોલ્ટેજ લાઇન વોલ્ટેજની બરાબર હોય છે, અને તબક્કો વર્તમાન લાઇન કરંટ કરતા 1.73 ગણો ઓછો હોય છે. જ્યારે વિન્ડિંગ્સ સ્ટાર-કનેક્ટેડ હોય છે, ત્યારે તબક્કો વોલ્ટેજ લાઇન વોલ્ટેજ કરતા 1.73 ગણો ઓછો હોય છે, અને તબક્કો વર્તમાન લાઇનની બરાબર હોય છે.

ત્રણ-તબક્કાના ટ્રાન્સફોર્મરમાં વિન્ડિંગ્સને કનેક્ટ કરવાની પદ્ધતિ ખૂબ મહત્વ ધરાવે છે, કારણ કે પ્રાથમિકની તુલનામાં ગૌણ વોલ્ટેજનો તબક્કો કોણ તેના પર નિર્ભર છે. પ્રાથમિક અને ગૌણ વિન્ડિંગ વોલ્ટેજ વચ્ચેનો તબક્કો પણ કોઇલની વિન્ડિંગ દિશા પર આધાર રાખે છે. વધુ વિગતો માટે અહીં જુઓ: પાવર ટ્રાન્સફોર્મર્સના વિન્ડિંગ્સને કનેક્ટ કરવા માટેની યોજનાઓ અને જૂથો

જ્યાં ટ્રાન્સફોર્મર ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે સંયુક્ત સમાંતર કામ માટે, તે જરૂરી છે કે આ ટ્રાન્સફોર્મર્સના તબક્કાઓની ત્વરિત સંભવિતતાઓ સમાન હોય. ઉચ્ચ અને નીચા વોલ્ટેજ વિન્ડિંગ્સના લાઇન વોલ્ટેજ વચ્ચે સમાન તબક્કાની શિફ્ટ ધરાવતા ટ્રાન્સફોર્મર્સને વિન્ડિંગ જોડાણોના સમાન જૂથને સોંપવામાં આવે છે, જેને કલાકના હોદ્દા અનુસાર સંખ્યા સોંપવામાં આવે છે.

કોરમાંથી વિન્ડિંગને અલગ કરવા અને લો-વોલ્ટેજ વિન્ડિંગમાંથી ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ વિન્ડિંગને અલગ કરવા માટે, બેકડ પેપરમાંથી દબાયેલા સખત સિલિન્ડરો અથવા ઇલેક્ટ્રિકલ કાર્ડબોર્ડથી બનેલા સિલિન્ડરો, કહેવાતા સોફ્ટ સિલિન્ડરોનો ઉપયોગ થાય છે.

ટ્રાન્સફોર્મરના બાંધકામમાં, એક ખાસ ખનિજ (પેટ્રોલિયમ) તેલનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે, જેને કહેવામાં આવે છે ટ્રાન્સફોર્મર… ટાંકીઓ ટ્રાન્સફોર્મર તેલથી ભરેલી છે અને વિન્ડિંગ્સ સાથેનો કોર તેમાં ડૂબી ગયો છે. આ ડિઝાઇન હાઇ પાવર પાવર ટ્રાન્સફોર્મર્સ માટે, હાઇ પાવર રેક્ટિફાયર ટ્રાન્સફોર્મર્સ માટે, હાઇ પાવર પલ્સ ટ્રાન્સફોર્મર્સ માટે અપનાવવામાં આવી છે.

ટ્રાન્સફોર્મર તેલ, જેમાંથી ભેજ અને અશુદ્ધિઓ દૂર કરવામાં આવી છે, એટલે કે, સૂકા અને શુદ્ધ, વિન્ડિંગ્સ અને મેટલ કેસ વચ્ચેનું એક સારું ઇન્સ્યુલેટર છે. વધુમાં, ટ્રાન્સફોર્મર તેલ, જે હવા કરતાં વધુ થર્મલ વાહકતા ધરાવે છે, તે ટ્રાન્સફોર્મરના સક્રિય ભાગોથી ટાંકીની બાહ્ય સપાટીઓ સુધી ગરમીને સારી રીતે વહન કરે છે.

જેમ જેમ ટ્રાન્સફોર્મરની શક્તિ વધે છે તેમ, નુકસાન તેના ભૌમિતિક પરિમાણો કરતાં વધુ ઝડપથી વધે છે, જે તેની ઠંડક સપાટીને વધારવાની જરૂરિયાત તરફ દોરી જાય છે. વિગતો અહીં જુઓ: પાવર ટ્રાન્સફોર્મર્સ માટે કૂલિંગ સિસ્ટમ્સ

વ્યવહારમાં, એવા ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે જે વૈકલ્પિક વોલ્ટેજને કન્વર્ટ કરે છે, જેમાં પ્રાથમિક અને ગૌણ વિન્ડિંગ્સ ઇલેક્ટ્રિકલી કનેક્ટેડ હોય છે. આ ઉપકરણોને ઓટોટ્રાન્સફોર્મર્સ કહેવામાં આવે છે.

ઓટોટ્રાન્સફોર્મર પરંપરાગત ટ્રાન્સફોર્મરથી અલગ પડે છે કે તેના પ્રાથમિક અને ગૌણ વિન્ડિંગ્સ માત્ર પ્રેરક રીતે (પરંપરાગત ટ્રાન્સફોર્મરની જેમ) જ નહીં, પણ વિદ્યુત રીતે પણ જોડાયેલા હોય છે.

આ પણ જુઓ: પાવર ટ્રાન્સફોર્મર્સની કામગીરીની લાક્ષણિકતાઓ