પીક ટ્રાન્સફોર્મર્સ - ઓપરેશનનો સિદ્ધાંત, ઉપકરણ, હેતુ અને એપ્લિકેશન

એક ખાસ પ્રકારનું વિદ્યુત ટ્રાન્સફોર્મર છે જેને પીક ટ્રાન્સફોર્મર કહેવાય છે. આ પ્રકારનું ટ્રાન્સફોર્મર તેના પ્રાથમિક વિન્ડિંગ પર લાગુ થતા સાઇનસૉઇડલ વોલ્ટેજને વિવિધ ધ્રુવીયતાના કઠોળમાં અને પ્રાથમિકની સમાન આવર્તનમાં રૂપાંતરિત કરે છે. sinusoidal વોલ્ટેજ… સાઈન વેવ અહીં પ્રાથમિક વિન્ડિંગને આપવામાં આવે છે અને પીક ટ્રાન્સફોર્મરના સેકન્ડરી વિન્ડિંગમાંથી કઠોળ દૂર કરવામાં આવે છે.

પીક ટ્રાન્સફોર્મર્સનો ઉપયોગ કેટલાક કિસ્સાઓમાં ગેસ ડિસ્ચાર્જ ઉપકરણો જેમ કે થાઇરાટ્રોન અને મર્ક્યુરી રેક્ટિફાયરને નિયંત્રિત કરવા તેમજ સેમિકન્ડક્ટર થાઇરિસ્ટોર્સને નિયંત્રિત કરવા અને અન્ય કેટલાક ખાસ હેતુઓ માટે થાય છે.

પીક ટ્રાન્સફોર્મરની કામગીરીનો સિદ્ધાંત

પીક ટ્રાન્સફોર્મરનું સંચાલન તેના કોરના ફેરોમેગ્નેટિક સામગ્રીના ચુંબકીય સંતૃપ્તિની ઘટના પર આધારિત છે. નિષ્કર્ષ એ છે કે ટ્રાન્સફોર્મરના મેગ્નેટાઇઝ્ડ ફેરોમેગ્નેટિક કોરમાં ચુંબકીય ઇન્ડક્શન Bનું મૂલ્ય બિનરેખીય રીતે આપેલ ફેરોમેગ્નેટના ચુંબકીય ક્ષેત્ર H ની મજબૂતાઈ પર આધારિત છે.

આમ, ચુંબકીય ક્ષેત્ર H ના નીચા મૂલ્યો પર - કોરમાં ઇન્ડક્શન B પ્રથમ ઝડપથી અને લગભગ રેખીય રીતે વધે છે, પરંતુ ચુંબકીય ક્ષેત્ર H જેટલું વધારે છે, તેટલું ધીમે ધીમે કોરમાં ઇન્ડક્શન B વધતું જાય છે.

અને છેવટે, પૂરતા પ્રમાણમાં મજબૂત ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે, ઇન્ડક્શન B વ્યવહારીક રીતે વધતું અટકે છે, જો કે ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા H સતત વધતી જાય છે. H પર B ની આ બિનરેખીય અવલંબન કહેવાતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે હિસ્ટેરેસિસ સર્કિટ.

તે જાણીતું છે કે ચુંબકીય પ્રવાહ F, જેનું પરિવર્તન ટ્રાન્સફોર્મરના ગૌણ વિન્ડિંગમાં EMF ના ઇન્ડક્શનનું કારણ બને છે, તે ક્રોસ-સેક્શનલ એરિયા S દ્વારા આ વિન્ડિંગના કોરમાં ઇન્ડક્શન Bના ઉત્પાદન જેટલું છે. વિન્ડિંગ કોર.

તેથી, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનના ફેરાડેના કાયદા અનુસાર, ટ્રાન્સફોર્મરના ગૌણ વિન્ડિંગમાં EMF E2 એ ગૌણ વિન્ડિંગમાં પ્રવેશતા ચુંબકીય પ્રવાહ F ના ફેરફારના દર અને તેમાં w વળાંકોની સંખ્યાના પ્રમાણસર હોવાનું બહાર આવ્યું છે.

ઉપરોક્ત બંને પરિબળોને ધ્યાનમાં લેતા, તે સરળતાથી સમજી શકાય છે કે પીક ટ્રાન્સફોર્મરના પ્રાથમિક વિન્ડિંગ પર લાગુ થતા વોલ્ટેજના સાઇનસૉઇડના શિખરોને અનુરૂપ સમયના અંતરાલોમાં ફેરોમેગ્નેટને સંતૃપ્ત કરવા માટે પૂરતા કંપનવિસ્તાર સાથે, તેમાં ચુંબકીય પ્રવાહ Φ આ ક્ષણોમાં કોર વ્યવહારીક રીતે બદલાશે નહીં.

પરંતુ માત્ર શૂન્ય દ્વારા ચુંબકીય ક્ષેત્ર H ના સાઇનસૉઇડના સંક્રમણની ક્ષણોની નજીક, કોરમાં ચુંબકીય પ્રવાહ F બદલાશે અને ખૂબ જ તીવ્ર અને ઝડપથી (ઉપરની આકૃતિ જુઓ).અને ટ્રાન્સફોર્મર કોરનો હિસ્ટેરેસિસ લૂપ જેટલો સાંકડો, તેની ચુંબકીય અભેદ્યતા જેટલી વધારે અને ટ્રાન્સફોર્મરના પ્રાથમિક વિન્ડિંગ પર લાગુ થતા વોલ્ટેજની આવર્તન જેટલી વધારે, આ ક્ષણોમાં ચુંબકીય પ્રવાહના પરિવર્તનનો દર જેટલો વધારે હોય છે.

તદનુસાર, શૂન્ય દ્વારા કોર H ના ચુંબકીય ક્ષેત્રના સંક્રમણની ક્ષણોની નજીક, આ સંક્રમણોની ગતિ વધારે છે તે જોતાં, એકાંતરે ધ્રુવીયતાના ટૂંકા ઘંટ આકારના કઠોળ ટ્રાન્સફોર્મરના ગૌણ વિન્ડિંગ પર રચાશે, કારણ કે તેની દિશા ચુંબકીય પ્રવાહ F માં ફેરફાર આ કઠોળને પણ વૈકલ્પિક રીતે શરૂ કરે છે.

પીક ટ્રાન્સફોર્મર ઉપકરણ

પીક ટ્રાન્સફોર્મર્સ ચુંબકીય શંટ સાથે અથવા પ્રાથમિક વિન્ડિંગના સપ્લાય સર્કિટમાં વધારાના રેઝિસ્ટર સાથે બનાવી શકાય છે.

પ્રાથમિક સર્કિટમાં રેઝિસ્ટર સાથેનું સોલ્યુશન ઘણું અલગ નથી ક્લાસિક ટ્રાન્સફોર્મરમાંથી... ફક્ત અહીં પ્રાથમિક વિન્ડિંગમાં પીક કરંટ (જ્યારે કોર સંતૃપ્તિમાં પ્રવેશે છે ત્યારે અંતરાલોમાં વપરાય છે) રેઝિસ્ટર દ્વારા મર્યાદિત છે. આવા પીકિંગ ટ્રાન્સફોર્મરને ડિઝાઇન કરતી વખતે, તેઓ સાઈન વેવના અર્ધ-તરંગોના શિખરો પર કોરનું ઊંડા સંતૃપ્તિ પ્રદાન કરવાની જરૂરિયાત દ્વારા માર્ગદર્શન આપવામાં આવે છે.

આ કરવા માટે, સપ્લાય વોલ્ટેજના યોગ્ય પરિમાણો, રેઝિસ્ટરનું મૂલ્ય, ચુંબકીય સર્કિટના ક્રોસ-સેક્શન અને ટ્રાન્સફોર્મરના પ્રાથમિક વિન્ડિંગમાં વળાંકની સંખ્યા પસંદ કરો. કઠોળને શક્ય તેટલું ટૂંકું બનાવવા માટે, ચુંબકીય સર્કિટના ઉત્પાદન માટે લાક્ષણિક ઉચ્ચ ચુંબકીય અભેદ્યતા સાથે ચુંબકીય રીતે નરમ સામગ્રી, ઉદાહરણ તરીકે પરમાલોઇડનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

પ્રાપ્ત કઠોળનું કંપનવિસ્તાર સીધું ફિનિશ્ડ ટ્રાન્સફોર્મરના સેકન્ડરી વિન્ડિંગમાં વળાંકની સંખ્યા પર નિર્ભર રહેશે. રેઝિસ્ટરની હાજરી, અલબત્ત, આવી ડિઝાઇનમાં સક્રિય શક્તિના નોંધપાત્ર નુકસાનનું કારણ બને છે, પરંતુ તે કોરની ડિઝાઇનને મોટા પ્રમાણમાં સરળ બનાવે છે.

પીક કરંટ-મર્યાદિત ચુંબકીય શંટ ટ્રાન્સફોર્મર ત્રણ-તબક્કાના ચુંબકીય સર્કિટ પર બનાવવામાં આવે છે, જ્યાં ત્રીજો સળિયો પ્રથમ બે સળિયાથી હવાના અંતર દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે, અને પ્રથમ અને બીજા સળિયા એકબીજા સાથે બંધ હોય છે અને પ્રાથમિક અને વહન કરે છે. ગૌણ વિન્ડિંગ્સ.

જ્યારે ચુંબકીય ક્ષેત્ર H વધે છે, ત્યારે બંધ ચુંબકીય સર્કિટ પ્રથમ સંતૃપ્ત થાય છે કારણ કે તેનો ચુંબકીય પ્રતિકાર ઓછો હોય છે. ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં વધુ વધારા સાથે, ચુંબકીય પ્રવાહ F ત્રીજા સળિયા દ્વારા બંધ થાય છે - શંટ, જ્યારે પ્રતિક્રિયાશીલતા સર્કિટ સહેજ વધે છે, જે ટોચના પ્રવાહને મર્યાદિત કરે છે.

રેઝિસ્ટરનો સમાવેશ કરતી ડિઝાઇનની તુલનામાં, સક્રિય નુકસાન અહીં ઓછું છે, જો કે મુખ્ય બાંધકામ થોડું વધુ જટિલ હોવાનું બહાર આવ્યું છે.

પીક ટ્રાન્સફોર્મર્સ સાથે એપ્લિકેશન

જેમ તમે પહેલાથી જ સમજી ગયા છો, સાઇનુસોઇડલ વૈકલ્પિક વોલ્ટેજના ટૂંકા પલ્સ મેળવવા માટે પીક ટ્રાન્સફોર્મર્સ જરૂરી છે. આ પદ્ધતિ દ્વારા મેળવેલ કઠોળ ટૂંકા ઉદય અને પતન સમય દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જે તેને પાવર કંટ્રોલ ઇલેક્ટ્રોડ્સ માટે ઉપયોગમાં લેવાનું શક્ય બનાવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, સેમિકન્ડક્ટર થાઇરિસ્ટોર્સ, વેક્યુમ થાઇરાટ્રોન, વગેરે.