एकाधिक घुमावदार ट्रांसफार्मर

एसी/डीसी और डीसी/डीसी पावर कनवर्टर और बिजली आपूर्ति दोनों ट्रांसफार्मर का उपयोग करते हैं। ट्रांसफार्मर किसी भी विद्युत सर्किट का एक महत्वपूर्ण घटक हैं। यह वोल्टेज को एक सुरक्षित सीमा तक बढ़ा और घटा सकता है। डीसी आउटपुट और लाइन वोल्टेज इनपुट वाले किसी भी सर्किट के लिए ट्रांसफार्मर एक आवश्यक घटक है। डीसी/डीसी सर्किट में, ट्रांसफार्मर एसी साइनसॉइडल सिग्नल के बजाय पीडब्लूएम सिग्नल को स्विच करके काम करता है।

मल्टी-वाइंडिंग ट्रांसफार्मर हमें उच्च दक्षता और कई रेलों पर आउटपुट पावर दे सकते हैं। इन ट्रांसफार्मर में इनपुट वोल्टेज को वांछित मान तक बढ़ाने या घटाने के लिए कई माध्यमिक कॉइल होते हैं। इन ट्रांसफार्मर का उपयोग बिजली प्रणाली में कई रेलों को अलग करने के लिए भी किया जाता है।

त्वरित रूपरेखा:

• मल्टीपल वाइंडिंग ट्रांसफार्मर क्या है?
• दोहरे वोल्टेज ट्रांसफार्मर का परिचय
• मल्टीपल वाइंडिंग ट्रांसफार्मर नल
• एकाधिक वाइंडिंग ट्रांसफार्मर के लिए वोल्टेज विन्यास
• सेंटर टैप्ड मल्टी वाइंडिंग ट्रांसफार्मर क्या है?
• दोहरे वोल्टेज ट्रांसफार्मर का उपयोग कर केंद्र-टैप किए गए ट्रांसफार्मर
• निष्कर्ष

मल्टीपल वाइंडिंग ट्रांसफार्मर क्या है?

ऐसे ट्रांसफार्मर जिनके दोनों ओर एक से अधिक वाइंडिंग होती है, कहलाते हैं एकाधिक घुमावदार ट्रांसफार्मर . उनमें आमतौर पर एक प्राथमिक वाइंडिंग और दो या अधिक माध्यमिक वाइंडिंग होती हैं। ये ट्रांसफार्मर विभिन्न उद्देश्यों के लिए उपयोगी हैं, जैसे वोल्टेज विनियमन, अलगाव और प्रतिबाधा मिलान।

मल्टीपल-वाइंडिंग ट्रांसफार्मर सामान्य ट्रांसफार्मर की तरह ही काम करते हैं। एक अंतर यह है कि उनके पास है दोनों ओर एक से अधिक वाइंडिंग . उन्हें एक साथ जोड़ने के लिए, हमें प्रत्येक वाइंडिंग की वोल्टेज ध्रुवता की जांच करने की आवश्यकता है, जो बिंदुओं द्वारा चिह्नित हैं। बिंदु वाइंडिंग के सकारात्मक (या नकारात्मक) सिरे को दर्शाते हैं।

ट्रांसफार्मर पारस्परिक प्रेरण पर काम करते हैं, जिसका अर्थ है कि प्रत्येक वाइंडिंग में वोल्टेज घुमावों की संख्या के समानुपाती होता है, जैसा कि नीचे दिखाया गया है:

प्रत्येक वाइंडिंग में शक्ति समान है, इसलिए घुमावों का अनुपात वोल्टेज के अनुपात के बराबर है। उदाहरण के लिए, यदि प्राथमिक वाइंडिंग में 10 मोड़ और 100 वोल्ट हैं, और द्वितीयक वाइंडिंग में 5 मोड़ हैं, तो द्वितीयक वोल्टेज 50 वोल्ट है। इस प्रकार मल्टीपल-वाइंडिंग ट्रांसफार्मर में अलग-अलग कॉइल के लिए अलग-अलग आउटपुट वोल्टेज हो सकते हैं।

एक ट्रांसफार्मर जिसमें परिवर्तनशील तार घुमावों के साथ अलग-अलग सेकेंडरी हो सकते हैं। घुमावों की संख्या बिजली के वोल्टेज को प्रभावित करती है। अधिक घुमावों का मतलब उच्च वोल्टेज है और कम घुमावों का मतलब कम वोल्टेज है। तो, एक ट्रांसफार्मर बिजली के एक स्रोत से विभिन्न उपकरणों के लिए अलग-अलग वोल्टेज बना सकता है। यह बिजली आपूर्ति और कनवर्टर जैसे इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के लिए उपयोगी है।

निम्नलिखित एक बहु-वाइंडिंग ट्रांसफार्मर है जिसमें कई माध्यमिक वाइंडिंग कनेक्शन हैं। इनमें से प्रत्येक द्वितीयक वाइंडिंग एक अलग वोल्टेज आउटपुट प्रदान करती है।

ट्रांसफार्मर को संचालित करने के लिए हम प्राथमिक वाइंडिंग को व्यक्तिगत रूप से उपयोग कर सकते हैं या इसे विभिन्न अन्य वाइंडिंग्स की एक जोड़ी के साथ जोड़ सकते हैं। हालाँकि, सेकेंडरी वाइंडिंग कनेक्शन इस बात पर निर्भर करता है कि हमें आउटपुट साइड पर कितने वोल्टेज की आवश्यकता है। समानांतर विन्यास में द्वितीयक वाइंडिंग केवल तभी संभव है जब जुड़ी हुई दो वाइंडिंग विद्युत रूप से समान होनी चाहिए। दूसरे शब्दों में, उनकी वर्तमान और वोल्टेज रेटिंग का मिलान होना चाहिए।

दोहरे वोल्टेज ट्रांसफार्मर का परिचय

दोहरे वोल्टेज ट्रांसफार्मर में दोहरी प्राथमिक वाइंडिंग और दोहरी माध्यमिक वाइंडिंग होती है। दोनों प्राथमिक के वोल्टेज और वर्तमान विनिर्देश समान हैं। इसी प्रकार, दोनों सेकेंडरी वाइंडिंग्स की वोल्टेज और करंट रेटिंग भी समान हैं। इन ट्रांसफार्मरों को इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि इन्हें विभिन्न अनुप्रयोगों में उपयोग किया जा सकता है। हम उच्च धारा और वोल्टेज आवश्यकताओं के लिए एक श्रृंखला और समानांतर संयोजन बनाने के लिए इन वाइंडिंग के ट्रांसफार्मर नल को बदल सकते हैं। इस प्रकार के बहु-वाइंडिंग ट्रांसफार्मर को कहा जाता है दोहरी वोल्टेज ट्रांसफार्मर .

मल्टीपल वाइंडिंग ट्रांसफार्मर नल

कुछ ट्रांसफार्मर इस तरह से डिज़ाइन किए गए हैं कि आप प्राथमिक और द्वितीयक साइड कनेक्शन को बदलकर उनके टर्न अनुपात को संशोधित कर सकते हैं। ट्रांसफार्मर के प्राथमिक या द्वितीयक पक्षों पर इन कनेक्शनों को कहा जाता है ट्रांसफार्मर नल .

ट्रांसफार्मर कनेक्शन आरेख प्राथमिक और द्वितीयक वाइंडिंग के एकल-टैप कनेक्शन को दर्शाता है। इस छवि में, हम देख सकते हैं कि द्वितीयक (400) कुंडल के घुमाव प्राथमिक (100) कुंडल के घुमावों से अधिक हैं। तो यह एक स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर का कनेक्शन आरेख है जिसमें दोहरी प्राथमिक और दोहरी माध्यमिक वाइंडिंग है।

दिए गए ट्रांसफार्मर में दोहरी प्राथमिक और दोहरी माध्यमिक वाइंडिंग हैं। इन वाइंडिंग में, प्रत्येक सिरे को एक टर्मिनल कहा जाता है और प्रत्येक वाइंडिंग के लिए टर्मिनलों की एक जोड़ी होती है।

प्राथमिक या उच्च-वोल्टेज साइड टर्मिनलों का नाम दिया गया है एच₁ और एच₂ .

द्वितीयक पक्ष से ट्रांसफार्मर को देखते समय, ट्रांसफार्मर के उच्च वोल्टेज टर्मिनल को लेबल किया जाता है एच₁ . सीएसए के अनुसार, हाई वोल्टेज टर्मिनल को द्वितीयक पक्ष से देखने पर उसे लेबल करने के लिए इसे एक उद्योग मानक बनाया गया है।

इसी प्रकार, अन्य हाई-वोल्टेज वाइंडिंग साइड टर्मिनलों को इस प्रकार लेबल किया गया है एच₃ और एच₄ .

चित्र से हम देख सकते हैं कि हाई-वोल्टेज ट्रांसफार्मर के द्वितीयक टर्मिनल को लेबल करने के लिए जिस अक्षर का उपयोग किया गया है एक्स . दो माध्यमिक या निम्न-वोल्टेज साइड टर्मिनलों को लेबल किया गया है एक्स ₁ , एक्स ₂ , और एक्स ₃ , एक्स ₄ .

प्रत्येक प्राथमिक और द्वितीयक वाइंडिंग में दोहरी वाइंडिंग वाले ट्रांसफार्मर का लाभ होता है। इस प्रकार, ट्रांसफार्मर वाइंडिंग का प्रत्येक जोड़ा या तो श्रृंखला में या समानांतर में जुड़ा हुआ है।

अब नीचे ट्रांसफार्मर नल कनेक्शन आरेख पर विचार करें। इस कॉन्फ़िगरेशन में दोहरी प्राथमिक और दोहरी माध्यमिक वाइंडिंग भी शामिल है। यहां, प्राथमिक पक्ष पर दोनों वाइंडिंग श्रृंखला में हैं, जबकि द्वितीयक पक्ष समानांतर में हैं।

नल कनेक्शन से, आप इसे हाई-वोल्टेज साइड, टर्मिनल पर देख सकते हैं एच₂ टर्मिनल से जुड़ा है एच₃ . तो इस प्रकार, दोनों हाई वोल्टेज वाइंडिंग एक दूसरे के साथ श्रृंखला में हैं। दोनों उच्च वोल्टेज प्राथमिक वाइंडिंग्स के लिए घुमावों की संख्या प्रत्येक 400 मोड़ है। तो प्राथमिक या उच्च वोल्टेज पक्ष में कुल 800 मोड़ हैं।

टर्मिनल एक्स ₁ कम वोल्टेज की तरफ टर्मिनल से जुड़ा हुआ है एक्स ₃ , जबकि टर्मिनल एक्स ₂ टर्मिनल से जुड़ गया है एक्स ₄ .

दो लो-वोल्टेज वाइंडिंग, प्रत्येक 100 घुमावों के साथ, समानांतर में जुड़े हुए हैं। यह एक एकल द्वितीयक वाइंडिंग बनाता है जिसमें कुल 100 मोड़ होते हैं।

तो इस ट्रांसफार्मर में 800-टर्न प्राइमरी और 100-टर्न सेकेंडरी है और अब इसे टर्न अनुपात के साथ स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है 8:1 .

अब एक ही ट्रांसफार्मर पर विचार करें जिसमें नल कनेक्शन की एक अलग कॉन्फ़िगरेशन है। इस परिदृश्य में, उच्च-वोल्टेज वाइंडिंग और कम-वोल्टेज वाइंडिंग श्रृंखला में परस्पर जुड़े हुए हैं।

हाई-वोल्टेज वाइंडिंग में दो 400-टर्न प्राथमिक वाइंडिंग होती हैं, जो श्रृंखला में जुड़ी होती हैं। यह कुल 800 घुमावों वाली एक हाई-वोल्टेज सिंगल वाइंडिंग बनाएगा। इसी प्रकार, दो 100-टर्न लो-वोल्टेज वाइंडिंग्स भी श्रृंखला में जुड़े हुए हैं। इसके परिणामस्वरूप 200 घुमावों वाली एकल द्वितीयक वाइंडिंग प्राप्त होगी। तो नया संशोधित टर्न अनुपात जो हमें मिलेगा वह अब 800:200 या है 4:1 .

ट्रांसफार्मर के इस विन्यास में, प्राथमिक पक्ष के दोनों वाइंडिंग समानांतर कनेक्शन में हैं, जबकि दोनों माध्यमिक पक्षों के कनेक्शन श्रृंखला में हैं। चूँकि प्राथमिक वाइंडिंग समानांतर में हैं, 400-टर्न वाली दोनों प्राथमिक वाइंडिंग 400 टर्न वाली एकल प्राथमिक वाइंडिंग के रूप में कार्य करेंगी।

द्वितीयक पक्षों पर दोनों वाइंडिंग श्रृंखला में जुड़े हुए हैं, प्रत्येक में 1000 मोड़ हैं। ये दोनों मिलकर एक 200-टर्न सेकेंडरी लो-वोल्टेज वाइंडिंग बनाते हैं। इस ट्रांसफार्मर कॉन्फ़िगरेशन के लिए हमें जो नया टर्न अनुपात मिलेगा वह 400:200 या है 2:1 .

इसलिए हमने दोहरी प्राथमिक और दोहरी माध्यमिक वाइंडिंग के साथ ट्रांसफार्मर के विभिन्न विन्यासों को कवर किया है। इस तरह, हम अलग-अलग टर्न अनुपात प्राप्त करने के लिए प्राथमिक और द्वितीयक नल कनेक्शन को समायोजित कर सकते हैं।

एकाधिक वाइंडिंग ट्रांसफार्मर के लिए वोल्टेज विन्यास

विभिन्न कॉन्फ़िगरेशन एकाधिक वाइंडिंग ट्रांसफार्मर को कनेक्ट करना संभव बनाते हैं। प्रत्येक प्रकार का कनेक्शन कई कारकों पर निर्भर करता है जैसे कि हमें कितने आउटपुट वोल्टेज की आवश्यकता है, और पावर बस जिससे हमें ट्रांसफार्मर कनेक्ट करने की आवश्यकता है। यह कुंडल विन्यास पर भी निर्भर करता है कि प्राथमिक या द्वितीयक पक्ष श्रृंखला में जुड़े हैं या समानांतर विन्यास में।

आइए बहु-घुमावदार ट्रांसफार्मर के कुछ मुख्य विन्यासों पर एक नज़र डालें:

1. मल्टी-वाइंडिंग ट्रांसफार्मर कॉन्फ़िगरेशन

एक मल्टी-वाइंडिंग ट्रांसफार्मर में दोहरी प्राथमिक और दोहरी माध्यमिक वाइंडिंग होती है। छवि में दिए गए निम्नलिखित बहु-घुमावदार ट्रांसफार्मर पर विचार करें:

मल्टीपल-वाइंडिंग ट्रांसफार्मर की कुछ मुख्य विशेषताएं हैं:

• ट्रांसफार्मर में कई प्राथमिक वाइंडिंग, कई माध्यमिक वाइंडिंग या दोनों हो सकते हैं।
• उच्च-वोल्टेज पक्ष की प्रत्येक वाइंडिंग पर अधिकतम वोल्टेज दो वोल्टेज में से कम है।
• प्रत्येक लो-वोल्टेज वाइंडिंग पर अधिकतम वोल्टेज दो माध्यमिक वोल्टेज में से सबसे कम है।
• निर्दिष्ट रेटिंग से अधिक किसी भी वोल्टेज से इन्सुलेशन क्षतिग्रस्त हो सकता है।
• ट्रांसफार्मर की प्रत्येक वाइंडिंग ट्रांसफार्मर की आधी किलोवोल्ट-एम्पीयर (केवीए) रेटिंग को सुरक्षित रूप से संभाल सकती है।
• आवश्यक वोल्टेज प्राप्त करने के लिए, हम बैटरियों को श्रृंखला या समानांतर में जोड़ सकते हैं।

2. मल्टी-कॉइल वितरण ट्रांसफार्मर

दिए गए ट्रांसफार्मर को 50 केवीए, 2400/4800 वी - 120/240 वी के रूप में रेट किया गया है। इससे हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि उच्च-वोल्टेज पक्ष अधिकतम 2400 वी प्रति वाइंडिंग को संभाल सकता है। और यह वोल्टेज हमेशा दोनों वोल्टेज से कम होगा। इसी प्रकार, लो-वोल्टेज साइड या सेकेंडरी साइड वाइंडिंग को प्रति वाइंडिंग 120 V के अधिकतम वोल्टेज पर रेट किया जाता है। याद रखें, इन वोल्टेज रेटिंग से अधिक होने पर इन्सुलेशन ख़राब हो सकता है।

प्राइमरी साइड (हाई-वोल्टेज) कनेक्शन

• यदि आप इस 50 केवीए ट्रांसफार्मर के हाई-वोल्टेज पक्ष को 4800 वी बस से जोड़ना चाहते हैं, तो आपको दो वाइंडिंग को श्रृंखला में जोड़ना होगा। इस तरह, 4800 V बस वोल्टेज समान रूप से विभाजित हो जाएगा, प्रत्येक वाइंडिंग को 2400 V का भार सहन करना होगा।
• हाई-वोल्टेज साइड को 2400 V बस से कनेक्ट करते समय, समानांतर कनेक्शन के लिए जाएं। इससे यह सुनिश्चित हो जाएगा कि प्रत्येक घुमावदार अनुभव, 2400 V.

सेकेंडरी साइड (लो-वोल्टेज) कनेक्शन

• लो-वोल्टेज या सेकेंडरी साइड को 240 V बस से कनेक्ट करने के लिए, दो वाइंडिंग को श्रृंखला में कनेक्ट करें। यह बस वोल्टेज को समान रूप से विभाजित करता है, प्रत्येक वाइंडिंग को 120 V प्रदान करता है।
• यदि आपको लो-वोल्टेज पक्ष को 120 वी बस से जोड़ने की आवश्यकता है, तो समानांतर कनेक्शन का उपयोग करें। इस तरह, प्रत्येक वाइंडिंग 120 V के साथ काम करने लगती है।

3. वर्तमान गणना

एक ट्रांसफार्मर में, वोल्ट-एम्पीयर (वीए) रेटिंग की गणना करंट के साथ वोल्टेज का उत्पाद लेकर की जा सकती है। पिछले कॉन्फ़िगरेशन में दिया गया ट्रांसफार्मर कुल केवीए का केवल आधा हिस्सा ही संभाल सकता है। प्रत्येक हाई-वोल्टेज वाइंडिंग और प्रत्येक लो-वोल्टेज वाइंडिंग को 25 केवीए पर रेट किया गया है।

हाई-वोल्टेज वाइंडिंग (प्राथमिक) के लिए करंट की गणना:

तो, उपरोक्त परिणाम से, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि हाई-वोल्टेज वाइंडिंग अधिकतम धारा 10.4 एम्पियर संभाल सकती है।

लो-वोल्टेज वाइंडिंग (माध्यमिक) के लिए करंट की गणना:

लो-वोल्टेज वाइंडिंग के लिए, यह अधिकतम 208.3 एम्पीयर करंट संभाल सकता है।

अब, आइए संयुक्त मूल्यों को देखें जब दोनों कॉइल्स को एक साथ माना जाता है:

पूर्ण वीए के साथ हाई-वोल्टेज वाइंडिंग (प्राथमिक) के लिए करंट की गणना:

जब प्राइमरी के दोनों कॉइल्स पर विचार किया जाता है तो हाई-वोल्टेज वाइंडिंग के लिए अधिकतम करंट 10.4 एम्प्स होता है।

पूर्ण वीए के साथ लो-वोल्टेज वाइंडिंग (माध्यमिक) के लिए करंट की गणना:

फिर, लो-वोल्टेज वाइंडिंग के लिए अधिकतम करंट 208.3 एम्प्स है।

तो चाहे हम एक एकल कुंडल और आधे वीए पर विचार करें या पूर्ण वीए के साथ दोनों कुंडलियों पर विचार करें, उच्च-वोल्टेज और निम्न-वोल्टेज वाइंडिंग दोनों के लिए गणना की गई अधिकतम धाराएं समान रहती हैं। यह ट्रांसफार्मर के विशिष्ट डिज़ाइन और रेटिंग के कारण है।

4. मल्टी-वाइंडिंग ट्रांसफार्मर के तीन तार कनेक्शन

सिंगल लाइन के साथ ट्रांसफार्मर को सेंटर-टैपिंग करने पर 120 V आउटपुट मिलेगा, जबकि दोनों लाइनों के साथ डबल टैप करने पर आपको 240 V मिलेगा।

तीन-तार माध्यमिक कनेक्शन (120/240 वी) में, ट्रांसफार्मर पूर्ण केवीए तभी वितरित करेगा जब उस पर पूरी तरह से संतुलित लोड होगा। असंतुलित भार के परिणामस्वरूप एक वाइंडिंग अतिभारित हो जाती है। इसके परिणामस्वरूप वर्तमान रेटिंग पार हो जाएगी, क्योंकि प्रत्येक वाइंडिंग केवल रेटेड केवीए का आधा हिस्सा ही संभाल सकती है।

सेंटर टैप्ड मल्टी वाइंडिंग ट्रांसफार्मर क्या है?

एक सेंटर-टैप ट्रांसफार्मर आपको दो अलग-अलग माध्यमिक वोल्टेज देने के लिए डिज़ाइन किया गया है। ये वोल्टेज हैं में _ए और में _बी , उनके बीच एक साझा संबंध के साथ। ट्रांसफार्मर का यह सेटअप दो-चरण, 3-तार बिजली स्रोत बनाएगा।

द्वितीयक वोल्टेज और आपूर्ति वोल्टेज में _पी बराबर और सीधे अनुपात में हैं. परिणामस्वरूप, प्रत्येक वाइंडिंग में शक्ति समान होती है। इन द्वितीयक वाइंडिंग्स में वोल्टेज टर्न अनुपात पर निर्भर करता है।

उपरोक्त चित्र में, आप एक मानक सेंटर-टैप ट्रांसफार्मर देख सकते हैं। केंद्रीय टैपिंग बिंदु द्वितीयक वाइंडिंग के केंद्र में है। यह दो माध्यमिक वोल्टेज के लिए एक सामान्य कनेक्शन बनाएगा जो परिमाण में समान लेकिन ध्रुवीयता में विपरीत हैं। जब आप केंद्र के नल को ग्राउंड करते हैं, तो में _ए जमीन के संबंध में वोल्टेज सकारात्मक हो जाएगा। जब में _बी नकारात्मक हो जाएगा और विपरीत दिशा में है. इसका मतलब है कि वे विद्युतीय रूप से चरण से 180° बाहर हैं।

हालाँकि, बिना ग्राउंडेड सेंटर-टैप ट्रांसफार्मर का उपयोग करने में एक खामी है। तीसरे कनेक्शन के माध्यम से असमान धारा प्रवाह के कारण, इसके परिणामस्वरूप दो माध्यमिक वाइंडिंग्स में असंतुलित वोल्टेज होगा। आप इस मामले को विशेष रूप से तब देखेंगे जब भार असंतुलित हो।

दोहरे वोल्टेज ट्रांसफार्मर का उपयोग कर केंद्र-टैप किए गए ट्रांसफार्मर

हम दोहरे वोल्टेज ट्रांसफार्मर का उपयोग करके एक सेंटर-टैप ट्रांसफार्मर भी बना सकते हैं। ऐसा करने के लिए, द्वितीयक वाइंडिंग को श्रृंखला में और उनके केंद्र लिंक को नल के रूप में कनेक्ट करें। यदि प्रत्येक सेकेंडरी वाइंडिंग का आउटपुट V है, तो सेकेंडरी का कुल आउटपुट वोल्टेज 2V होगा।

निष्कर्ष

मल्टीपल वाइंडिंग ट्रांसफार्मर के विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में कई अनुप्रयोग होते हैं। ये डुअल-वाइंडिंग या मल्टीपल-वाइंडिंग ट्रांसफार्मर सेकेंडरी टर्न अनुपात की संख्या के आधार पर विभिन्न आउटपुट वोल्टेज की आपूर्ति कर सकते हैं। बढ़े हुए वोल्टेज या करंट को आउटपुट करने के लिए एकाधिक वाइंडिंग ट्रांसफार्मर को श्रृंखला या समानांतर कॉन्फ़िगरेशन में परस्पर जोड़ा जा सकता है। आप दोनों द्वितीयक वाइंडिंग्स को श्रृंखला में जोड़कर एक सेंटर-टैप्ड ट्रांसफार्मर भी बना सकते हैं।