অপারেশনের নীতি এবং একটি একক-ফেজ ট্রান্সফরমারের ডিভাইস

একক-ফেজ নো-লোড ট্রান্সফরমার

বৈদ্যুতিক প্রকৌশলে ট্রান্সফরমারগুলিকে এমন বৈদ্যুতিক যন্ত্র বলা হয় যেখানে একটি তারের একটি স্থির কুণ্ডলী থেকে বিকল্প বর্তমান বৈদ্যুতিক শক্তিকে তারের অন্য একটি নির্দিষ্ট কয়েলে স্থানান্তর করা হয় যা প্রথমটির সাথে বৈদ্যুতিকভাবে সংযুক্ত নয়।

যে সংযোগটি এক কুণ্ডলী থেকে অন্য কুণ্ডলীতে শক্তি প্রেরণ করে তা হল চৌম্বকীয় প্রবাহ, যা দুটি কয়েলের সাথে পরস্পর জুড়ে থাকে এবং ক্রমাগত মাত্রা ও দিক পরিবর্তন করে।

ভাত। 1.

ডুমুরে। 1a সরলতম ট্রান্সফরমার দেখায় যা দুটি উইন্ডিং নিয়ে গঠিত / এবং // একটি অপরটির উপরে সমসাময়িকভাবে সাজানো। কুণ্ডলী / বিতরণ বিবর্তিত বিদ্যুৎ অল্টারনেটর ডি থেকে। এই উইন্ডিংকে প্রাইমারি উইন্ডিং বা প্রাইমারি উইন্ডিং বলা হয়। একটি ওয়াইন্ডিং // যাকে সেকেন্ডারি উইন্ডিং বা সেকেন্ডারি উইন্ডিং বলে, একটি সার্কিট বৈদ্যুতিক শক্তির রিসিভারের মাধ্যমে সংযুক্ত করা হয়।

ট্রান্সফরমার পরিচালনার নীতি

ট্রান্সফরমারের ক্রিয়া নিম্নরূপ। যখন প্রাইমারি উইন্ডিং-এ কারেন্ট প্রবাহিত হয় / এটি তৈরি হয় চৌম্বক ক্ষেত্র, শক্তির রেখাগুলি যেগুলিকে তৈরি করেছে কেবল সেই বায়ুর মধ্যেই নয়, আংশিকভাবে সেকেন্ডারি উইন্ডিংয়ের মধ্যেও প্রবেশ করে //৷ প্রাথমিক উইন্ডিং দ্বারা সৃষ্ট বল লাইনের বন্টনের একটি আনুমানিক ছবি চিত্রে দেখানো হয়েছে। 1 খ.

চিত্রটি থেকে দেখা যায়, কয়েলের কন্ডাক্টরের চারপাশে সমস্ত বল রেখা বন্ধ রয়েছে, তবে তাদের কিছু ডুমুরে রয়েছে। 1b, বৈদ্যুতিক তার 1, 2, 3, 4 এছাড়াও কয়েলের তারের চারপাশে বন্ধ রয়েছে //। এইভাবে কুণ্ডলী // চৌম্বকীয়ভাবে কয়েলের সাথে / চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের রেখার মাধ্যমে মিলিত হয়।

কয়েলগুলির চৌম্বকীয় সংযোগের মাত্রা / এবং //, তাদের সমাক্ষীয় বিন্যাসের সাথে, তাদের মধ্যকার দূরত্বের উপর নির্ভর করে: কয়েলগুলি একে অপরের থেকে যত দূরে থাকবে, তাদের মধ্যে চৌম্বকীয় সংযোগ তত কম হবে, কারণ শক্তির রেখা তত কম কুণ্ডলী/কুণ্ডলীতে লেগে থাকা//।

যেহেতু কয়েল / এর মধ্য দিয়ে যায়, যেমন আমরা ধরে নিই, একক ফেজ বিকল্প বর্তমান, অর্থাৎ, একটি স্রোত যা সময়ের সাথে সাথে কিছু আইন অনুসারে পরিবর্তিত হয়, উদাহরণস্বরূপ, সাইন আইন অনুসারে, তারপর এটি দ্বারা সৃষ্ট চৌম্বক ক্ষেত্রটিও একই নিয়ম অনুসারে সময়ের সাথে পরিবর্তিত হবে।

উদাহরণ স্বরূপ, যখন কুণ্ডলীতে বিদ্যুৎ/প্রবাহ সবচেয়ে বড় মানের মধ্য দিয়ে যায়, তখন এর দ্বারা উৎপন্ন চৌম্বকীয় প্রবাহও সবচেয়ে বড় মানের মধ্য দিয়ে যায়; যখন কয়েলে কারেন্ট / শূন্যের মধ্য দিয়ে যায়, তার দিক পরিবর্তন করে, তখন চৌম্বকীয় প্রবাহও শূন্যের মধ্য দিয়ে যায়, তার দিক পরিবর্তন করে।

কয়েলে কারেন্ট পরিবর্তনের ফলে /, উভয় কয়েল / এবং // চৌম্বকীয় প্রবাহ দ্বারা অনুপ্রবেশ করা হয়, ক্রমাগত এর মান এবং দিক পরিবর্তন করে। ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্ডাকশনের মৌলিক নিয়ম অনুসারে, কুণ্ডলীতে প্রবেশকারী চৌম্বকীয় প্রবাহের প্রতিটি পরিবর্তনের জন্য, কুণ্ডলীতে একটি বিকল্প কারেন্ট প্রবর্তিত হয়। তড়িচ্চালক বল…আমাদের ক্ষেত্রে, স্ব-ইন্ডাকশনের ইলেক্ট্রোমোটিভ ফোর্স কয়েলে প্রবর্তিত হয় /, এবং পারস্পরিক আনয়নের ইলেক্ট্রোমোটিভ বল কয়েলে প্রবর্তিত হয় //।

যদি কয়েলের প্রান্তগুলি // বৈদ্যুতিক শক্তির রিসিভারগুলির একটি সার্কিটের সাথে সংযুক্ত থাকে (চিত্র 1a দেখুন), তবে এই সার্কিটে একটি কারেন্ট প্রদর্শিত হবে; তাই রিসিভার বৈদ্যুতিক শক্তি পাবেন. একই সময়ে, শক্তি // জেনারেটর থেকে উইন্ডিং-এর দিকে নির্দেশিত হবে, প্রায় উইন্ডিং দ্বারা সার্কিটে দেওয়া শক্তির সমান। এইভাবে, একটি কুণ্ডলী থেকে বৈদ্যুতিক শক্তি দ্বিতীয় কয়েলের সার্কিটে প্রেরণ করা হবে, যা প্রথম কয়েলের সাথে গ্যালভানিক্যালি (ধাতব) সম্পূর্ণভাবে সম্পর্কহীন। এই ক্ষেত্রে, শক্তি সঞ্চালনের মাধ্যম শুধুমাত্র একটি বিকল্প চৌম্বকীয় প্রবাহ।

ডুমুরে দেখানো হয়েছে। 1a, ট্রান্সফরমারটি খুবই অসম্পূর্ণ কারণ প্রাথমিক ওয়াইন্ডিং /এবং সেকেন্ডারি উইন্ডিং // এর মধ্যে সামান্য চৌম্বকীয় সংযোগ রয়েছে।

দুটি কয়েলের চৌম্বকীয় সংযোগ, সাধারণভাবে বলতে গেলে, একটি কুণ্ডলী দ্বারা সৃষ্ট প্রবাহের সাথে দুটি কয়েলের সাথে মিলিত চৌম্বকীয় প্রবাহের অনুপাত দ্বারা অনুমান করা হয়।

ডুমুর 1b, এটি দেখা যায় যে কয়েলের ফিল্ড লাইনের শুধুমাত্র অংশ / কয়েলের চারপাশে বন্ধ রয়েছে //। পাওয়ার লাইনের অন্য অংশ (চিত্র 1b — লাইন 6, 7, 8) শুধুমাত্র কয়েলের চারপাশে বন্ধ থাকে। এই পাওয়ার লাইনগুলি প্রথম কয়েল থেকে দ্বিতীয়টিতে বৈদ্যুতিক শক্তি স্থানান্তরের সাথে জড়িত নয়, তারা তথাকথিত স্ট্রে ফিল্ড গঠন করে।

প্রাথমিক এবং মাধ্যমিক উইন্ডিংগুলির মধ্যে চৌম্বকীয় সংযোগ বাড়ানোর জন্য এবং একই সময়ে চৌম্বকীয় প্রবাহের উত্তরণের জন্য চৌম্বকীয় প্রতিরোধের হ্রাস করার জন্য, প্রযুক্তিগত ট্রান্সফরমারগুলির উইন্ডিংগুলি সম্পূর্ণ বন্ধ লোহার কোরে স্থাপন করা হয়।

ট্রান্সফরমার বাস্তবায়নের প্রথম উদাহরণটি চিত্রে পরিকল্পিতভাবে দেখানো হয়েছে। তথাকথিত রড ধরনের 2 একক-ফেজ ট্রান্সফরমার। এর প্রাথমিক এবং মাধ্যমিক কয়েল c1 এবং c2 লোহার রড a — a, লোহার প্লেট b — b দিয়ে প্রান্তে সংযুক্ত, যাকে জোয়াল বলে। এইভাবে, দুটি রড a, a এবং দুটি জোয়াল b, b একটি বন্ধ লোহার বলয় তৈরি করে, যার মধ্যে প্রাথমিক এবং মাধ্যমিক উইন্ডিংগুলির সাথে ব্লক করা চৌম্বকীয় প্রবাহকে অতিক্রম করে। এই লোহার বলয়কে ট্রান্সফরমারের কোর বলা হয়।

ভাত। 2.

ট্রান্সফরমারের দ্বিতীয় মূর্ত রূপটি চিত্রে পরিকল্পিতভাবে দেখানো হয়েছে। তথাকথিত সাঁজোয়া ধরণের 3 একক-ফেজ ট্রান্সফরমার। এই ট্রান্সফরমারে প্রাথমিক এবং মাধ্যমিক উইন্ডিং c, প্রতিটি ফ্ল্যাট উইন্ডিংয়ের সারি নিয়ে গঠিত, দুটি লোহার রিং a এবং b এর দুটি বার দ্বারা গঠিত একটি কোরের উপর স্থাপন করা হয়। উইন্ডিংগুলির চারপাশে অবস্থিত a এবং b রিংগুলি তাদের প্রায় সম্পূর্ণরূপে বর্ম দ্বারা আবৃত করে, তাই বর্ণিত ট্রান্সফরমারটিকে সাঁজোয়া বলা হয়। কয়েল c-এর অভ্যন্তরে প্রবাহিত চৌম্বকীয় প্রবাহ দুটি সমান অংশে বিভক্ত, যার প্রত্যেকটি নিজস্ব লোহার বলয়ে আবদ্ধ।

ভাত। 3

ট্রান্সফরমারে বদ্ধ আয়রন ম্যাগনেটিক সার্কিট ব্যবহার করলে লিকেজ কারেন্ট উল্লেখযোগ্যভাবে কমে যায়। এই ধরনের ট্রান্সফরমারগুলিতে, প্রাথমিক এবং মাধ্যমিক উইন্ডিংগুলির সাথে সংযুক্ত ফ্লাক্সগুলি একে অপরের প্রায় সমান। যদি আমরা ধরে নিই যে প্রাথমিক এবং মাধ্যমিক উইন্ডিংগুলি একই চৌম্বকীয় প্রবাহ দ্বারা অনুপ্রবেশ করা হয়েছে, আমরা উইন্ডিংগুলির ইলেক্ট্রোমোটিভ শক্তিগুলির তাত্ক্ষণিক মানের জন্য মোট প্ররোচিত শকের উপর ভিত্তি করে অভিব্যক্তি লিখতে পারি:

এই অভিব্যক্তিতে, w1 এবং w2 - প্রাথমিক এবং মাধ্যমিক উইন্ডিংগুলির বাঁকগুলির সংখ্যা এবং dFt হল সময় উপাদান dt প্রতি চৌম্বক প্রবাহের অনুপ্রবেশকারী বায়ুর পরিবর্তনের মাত্রা, তাই চৌম্বকীয় প্রবাহের পরিবর্তনের হার রয়েছে . শেষ অভিব্যক্তি থেকে, নিম্নলিখিত সম্পর্ক প্রাপ্ত করা যেতে পারে:

অর্থাৎ প্রাথমিক এবং মাধ্যমিক উইন্ডিংগুলিতে নির্দেশিত / এবং // ক্ষণস্থায়ী ইলেক্ট্রোমোটিভ শক্তিগুলি কয়েলগুলির বাঁকগুলির সংখ্যার মতো একইভাবে একে অপরের সাথে সম্পর্কিত। শেষ উপসংহারটি কেবলমাত্র ইলেক্ট্রোমোটিভ শক্তির তাত্ক্ষণিক মানগুলির ক্ষেত্রেই নয়, তাদের সর্বশ্রেষ্ঠ এবং কার্যকর মানগুলির ক্ষেত্রেও বৈধ।

প্রাইমারি ওয়াইন্ডিং-এ ইলেক্ট্রোমোটিভ ফোর্স ইলেক্ট্রোমোটিভ ফোর্স ইলেক্ট্রোমোটিভ ফোর্স হিসেবে, একই ওয়াইন্ডিং এ প্রযোজ্য ভোল্টেজকে প্রায় সম্পূর্ণ ভারসাম্য বজায় রাখে... যদি E1 এবং U1 দ্বারা আপনি ইলেক্ট্রোমোটিভ ফোর্সের কার্যকরী মান নির্দেশ করেন প্রাথমিক উইন্ডিং এবং এতে প্রযোজ্য ভোল্টেজ, তারপর আপনি লিখতে পারেন:

বিবেচনাধীন ক্ষেত্রে, সেকেন্ডারি উইন্ডিং-এ প্রবর্তিত ইলেক্ট্রোমোটিভ ফোর্স এই উইন্ডিং এর প্রান্ত জুড়ে ভোল্টেজের সমান।

যদি, আগেরটির মতো, E2 এবং U2 এর মাধ্যমে আপনি সেকেন্ডারি উইন্ডিং এর ইলেক্ট্রোমোটিভ ফোর্স এবং এর প্রান্তে ভোল্টেজের কার্যকর মান নির্দেশ করেন, তাহলে আপনি লিখতে পারেন:

অতএব, ট্রান্সফরমারের একটি ঘুরতে কিছু ভোল্টেজ প্রয়োগ করে, আপনি অন্য কয়েলের প্রান্তে যে কোনও ভোল্টেজ পেতে পারেন, আপনাকে কেবল এই কয়েলগুলির বাঁকগুলির সংখ্যার মধ্যে একটি উপযুক্ত অনুপাত নিতে হবে। এটিই ট্রান্সফরমারের প্রধান বৈশিষ্ট্য।

প্রাইমারি ওয়াইন্ডিং এর বাঁক এবং সেকেন্ডারি ওয়াইন্ডিং এর বাঁক সংখ্যার অনুপাতকে বলা হয় ট্রান্সফরমারের রূপান্তর অনুপাত... আমরা রূপান্তর সহগ kT নির্দেশ করব।

অতএব, কেউ লিখতে পারেন:

যে ট্রান্সফরমারের ট্রান্সফরমেশন রেশিও একের কম তাকে স্টেপ-আপ ট্রান্সফরমার বলা হয়, কারণ সেকেন্ডারি উইন্ডিং এর ভোল্টেজ বা তথাকথিত সেকেন্ডারি ভোল্টেজ প্রাইমারি উইন্ডিং এর ভোল্টেজ বা তথাকথিত প্রাইমারি ভোল্টেজের চেয়ে বেশি। . একটি ট্রান্সফরমার যার ট্রান্সফরমেশন রেশিও একের চেয়ে বেশি তাকে স্টেপ-ডাউন ট্রান্সফরমার বলা হয়, কারণ এর সেকেন্ডারি ভোল্টেজ প্রাথমিকের থেকে কম।

লোডের অধীনে একটি একক-ফেজ ট্রান্সফরমারের অপারেশন

ট্রান্সফরমারের নিষ্ক্রিয় হওয়ার সময়, চৌম্বকীয় প্রবাহ প্রাথমিক উইন্ডিং কারেন্ট দ্বারা বা প্রাথমিক উইন্ডিংয়ের চৌম্বকীয় শক্তি দ্বারা তৈরি হয়। যেহেতু ট্রান্সফরমারের চৌম্বকীয় সার্কিট লোহা দিয়ে তৈরি এবং তাই এর চৌম্বকীয় প্রতিরোধ ক্ষমতা কম, এবং প্রাথমিক ওয়াইন্ডিংয়ের বাঁকের সংখ্যা সাধারণত বড় বলে ধরে নেওয়া হয়, ট্রান্সফরমারের নো-লোড কারেন্ট ছোট, এটি 5- স্বাভাবিকের 10%।

আপনি যদি সেকেন্ডারি কয়েলটিকে কিছু রেজিস্ট্যান্সে বন্ধ করেন, তাহলে সেকেন্ডারি কয়েলে কারেন্টের উপস্থিতির সাথে সাথে এই কয়েলের ম্যাগনেটোমোটিভ ফোর্সও দেখা যাবে।

লেঞ্জের আইন অনুসারে, সেকেন্ডারি কয়েলের চৌম্বকীয় বল প্রাথমিক কুণ্ডলীর চুম্বকীয় বলের বিরুদ্ধে কাজ করে

দেখে মনে হচ্ছে এই ক্ষেত্রে চৌম্বক প্রবাহ হ্রাস করা উচিত, তবে যদি প্রাথমিক ওয়াইন্ডিংয়ে একটি ধ্রুবক ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তবে চৌম্বকীয় প্রবাহে প্রায় কোনও হ্রাস হবে না।

প্রকৃতপক্ষে, ট্রান্সফরমার লোড করার সময় প্রাথমিক ওয়াইন্ডিং-এ যে ইলেক্ট্রোমোটিভ বল প্রবর্তিত হয় তা প্রায় প্রয়োগকৃত ভোল্টেজের সমান। এই ইলেক্ট্রোমোটিভ বল চৌম্বকীয় প্রবাহের সমানুপাতিক।অতএব, যদি প্রাথমিক ভোল্টেজটি মাত্রায় স্থির থাকে, তাহলে লোডের অধীনে ইলেক্ট্রোমোটিভ বল প্রায় একই রকম থাকা উচিত যেমনটি ট্রান্সফরমারের নো-লোড অপারেশনের সময় ছিল। এই পরিস্থিতিতে যে কোনও লোডের অধীনে চৌম্বকীয় প্রবাহের প্রায় সম্পূর্ণ স্থায়িত্বের দিকে পরিচালিত করে।

সুতরাং, প্রাথমিক ভোল্টেজের একটি ধ্রুবক মানতে, লোডের পরিবর্তনের সাথে ট্রান্সফরমারের চৌম্বকীয় প্রবাহ খুব কমই পরিবর্তিত হয় এবং নো-লোড অপারেশনের সময় চৌম্বকীয় প্রবাহের সমান ধরে নেওয়া যেতে পারে।

ট্রান্সফরমারের চৌম্বকীয় প্রবাহ শুধুমাত্র লোডের অধীনে তার মান বজায় রাখতে পারে কারণ সেকেন্ডারি ওয়াইন্ডিং-এ কারেন্ট প্রদর্শিত হলে, প্রাইমারি ওয়াইন্ডিং-এ কারেন্টও বৃদ্ধি পায়, যাতে প্রাথমিক ও মাধ্যমিকের চৌম্বকীয় শক্তি বা অ্যাম্পিয়ার বাঁকের মধ্যে পার্থক্য হয়। চুম্বকীয় বল বা অ্যাম্পিয়ার-টার্ন আইডলিংয়ের সময় প্রায় সমান থাকে ... এইভাবে, সেকেন্ডারি উইন্ডিংয়ে একটি ডিম্যাগনেটাইজিং ম্যাগনেটোমোটিভ ফোর্স বা অ্যাম্পিয়ার-টার্নের উপস্থিতি প্রাথমিক ওয়াইন্ডিংয়ের চুম্বকীয় শক্তির স্বয়ংক্রিয় বৃদ্ধি দ্বারা অনুষঙ্গী হয়।

যেহেতু, উপরে উল্লিখিত হিসাবে, একটি ট্রান্সফরমার চৌম্বকীয় প্রবাহ তৈরি করতে একটি ছোট চুম্বকীয় শক্তির প্রয়োজন হয়, তাই বলা যেতে পারে যে মাধ্যমিক চৌম্বকীয় শক্তি বৃদ্ধির সাথে প্রাথমিক চুম্বকীয় শক্তি বৃদ্ধি পায়, যা মাত্রায় প্রায় একই।

অতএব, কেউ লিখতে পারেন:

এই সমতা থেকে, ট্রান্সফরমারের দ্বিতীয় প্রধান বৈশিষ্ট্যটি পাওয়া যায়, যথা অনুপাত:

যেখানে kt হল রূপান্তর ফ্যাক্টর।

অতএব, ট্রান্সফরমারের প্রাথমিক এবং মাধ্যমিক উইন্ডিংগুলির স্রোতের অনুপাত রূপান্তর অনুপাত দ্বারা ভাগ করা একের সমান।

তাই, ট্রান্সফরমারের প্রধান বৈশিষ্ট্য সম্পর্ক আছে

এবং

আমরা যদি সম্পর্কের বাম দিকগুলি একে অপরের দ্বারা এবং ডান দিকগুলি একে অপরের দ্বারা গুণ করি তবে আমরা পাই

এবং

শেষ সমতা ট্রান্সফরমারের তৃতীয় বৈশিষ্ট্য দেয়, যা এইরকম শব্দে প্রকাশ করা যেতে পারে: ভোল্ট-অ্যাম্পিয়ারে ট্রান্সফরমারের সেকেন্ডারি উইন্ডিং দ্বারা সরবরাহ করা শক্তি ভোল্ট-অ্যাম্পিয়ারে প্রাথমিক ওয়াইন্ডিংয়ে সরবরাহ করা পাওয়ারের প্রায় সমান। .

যদি আমরা উইন্ডিংয়ের তামা এবং ট্রান্সফরমার কোরের লোহার শক্তির ক্ষতিকে উপেক্ষা করি, তবে আমরা বলতে পারি যে পাওয়ার উত্স থেকে ট্রান্সফরমারের প্রাথমিক উইন্ডিংয়ে সরবরাহ করা সমস্ত শক্তি তার সেকেন্ডারি উইন্ডিংয়ে স্থানান্তরিত হয় এবং ট্রান্সমিটার হল চৌম্বকীয় প্রবাহ।