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एक ट्रांसफार्मर आवृत्ति में परिवर्तन के बिना एक सर्किट से दूसरे सर्किट में विद्युत शक्ति स्थानांतरित करता है। इसमें प्राथमिक और द्वितीयक घुमावदार होते हैं। प्राथमिक घुमावदार मुख्य आपूर्ति और आवश्यक सर्किट से माध्यमिक से जुड़ा हुआ है। हमारे में प्रोजेक्ट सर्किट , हमने परियोजना में हमारी आवश्यकता के अनुसार कम बिजली (10 केवीए) सिंगल फेज 50 हर्ट्ज पावर ट्रांसफार्मर का डिजाइन लिया है।

ट्रांसफार्मर मूल रूप से तीन प्रकार का होता है:

कोर प्रकार
शैल प्रकार
toroidal

कोर में, टाइप वाइंडिंग कोर के एक हिस्से को घेरते हैं जबकि शेल टाइप कोर में वाइंडिंग को घेरते हैं। कोर प्रकार में, ई-आई टाइप और यू-टी प्रकार दो मुख्य प्रकार हैं। इस में ट्रांसफार्मर डिजाइन , हमने ई-आई कोर प्रकार का उपयोग किया। हमने ई-आई कोर को चुना क्योंकि टोराइडल की तुलना में घुमावदार बहुत आसान है, लेकिन दक्षता बहुत अधिक है (95% -96%)। यह इसलिए है क्योंकि तुलनात्मक रूप से टॉरॉइडल कोर में फ्लक्स का नुकसान बहुत कम होता है।

परियोजना में कार्यरत ट्रांसफार्मर हैं

श्रृंखला ट्रांसफार्मर: आवश्यक बढ़ावा या हिरन वोल्टेज प्रदान करने के लिए और
नियंत्रण ट्रांसफार्मर: आउटपुट वोल्टेज को महसूस करने और बिजली की आपूर्ति के लिए।

डिजाइन सूत्र:

यहां हम दिए गए विनिर्देशों के लिए इनपुट और आउटपुट वाइंडिंग्स SWG और ट्रांसफार्मर के कोर का चयन करने के लिए enameled तांबे के तार तालिका और ट्रांसफार्मर स्टांपिंग टेबल के आयामों पर घुमावदार डेटा का संदर्भ लेते हैं।

डिज़ाइन प्रक्रिया का पालन यह मानकर किया जाता है कि ट्रांसफार्मर के निम्नलिखित विनिर्देश दिए गए हैं: -

माध्यमिक वोल्टेज (बनाम)
माध्यमिक वर्तमान (है)
अनुपात (n2 / n1)

इन दिए गए विवरणों से हम जीभ की चौड़ाई, स्टैक ऊंचाई, कोर प्रकार, खिड़की क्षेत्र की गणना इस प्रकार करते हैं: -

द्वितीयक वोल्ट-एम्प्स (SVA) = माध्यमिक वोल्टेज (Vs) * द्वितीयक धारा (है)
प्राथमिक वोल्ट-एम्प्स (PVA) = माध्यमिक वोल्ट-एम्प्स (SVA) / 0.9 (ट्रांसफार्मर की दक्षता 90% तक मानकर)
प्राथमिक वोल्टेज (वीपी) = माध्यमिक वोल्टेज (बनाम) / अनुपात (एन 2 / एन 1) बदल जाता है
प्राथमिक वर्तमान (आईपी) = प्राथमिक वोल्ट-एम्प्स (पीवीए) / प्राथमिक वोल्टेज (वीपी)
कोर के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र की आवश्यकता इसके द्वारा दी गई है: - कोर एरिया (CA) = 1.15 * sqrt (प्राथमिक वोल्ट-एम्प्स (PVA))
सकल कोर क्षेत्र (GCA) = कोर क्षेत्र (CA) * 1.1
घुमावदार पर घुमावों की संख्या इस प्रकार दी गई अनुपात से तय होती है: - टर्न प्रति वोल्ट (Tpv) = 1 / (4.44 * 10-4 * कोर एरिया * फ्रीक्वेंसी * फ्लक्स डेंसिटी)

तामचीनी तांबे के तार पर घुमावदार डेटा

(@ 200A / cm²)

मैक्स। वर्तमान क्षमता (Amp)	बदल जाता है / Sq। सेमी	SWG	मैक्स। वर्तमान क्षमता (Amp)	बदल जाता है / Sq। सेमी	SWG
0.001	81248 है	पचास	0.1874	711	२ ९
0.0015 है	62134	४ ९	0.2219 है	609 है	२।
0.0026 है	39706 है	४ 48	0.2726 है	504	२।
0.0041 है	27546 है	४ 47	0.3284	415 है	२६
0.0059 है	20223 है	४६	0.4054	341	२५
0.0079 है	14392 है	चार पांच	0.4906 है	286	२४
होप ४	11457 है	४४	0.5838 है	242 है	२। ३
0.0131 है	9337	४३	0.7945 है	176	२२
0.0162 है	7755 है	४२	1.0377 है	137	इक्कीस
0.0197 है	6543	४१	1,313 है	106	बीस
0.0233	5595 है	४०	1,622 है	87.4	१ ९
0.0274 है	4838 है	३ ९	2,335 है	60.8	१।
0.0365 है “सॉफ्ट स्टार्ट क्या है ”	3507	३।	3,178 है	45.4	१।
0.0469 है	2800	३।	4,151 है	35.2	१६
0.0586 है	2286	३६	5,254 है “एनएम . में लाल प्रकाश की तरंग दैर्ध्य ”	26.8	पंद्रह
0.0715 है	1902	३५	6,487	21.5	१४
0.0858 है	1608	3. 4	8,579 है	16.1	१३
0.1013	1308 है	३३	10,961 है	12.8	१२
0.1182	1137	32	13,638 है	10.4	ग्यारह
0.1364	997	३१	16.6	8.7	१०
0.1588 है	881	३०

ट्रांसफार्मर स्टांपिंग (कोर तालिका) का आयाम:

नंबर टाइप करें	जीभ की चौड़ाई (सेमी)	खिड़की क्षेत्र (वर्ग सेमी)	नंबर टाइप करें	जीभ की चौड़ाई (सेमी)	खिड़की क्षेत्र (वर्ग सेमी)
१।	1.27	1,213 है	९	2,223 है	7,865
१२ क	1,588 है	1,897 है	9 ए	2,223 है	7,865
74	1,748 है	2,284 है	11 ए	1,905 है	9,072 है
२। ३	1,905 है	2,723	4 ए	3,335 है	10,284 है
३०	दो	३	दो	1,905 है	10,891 है
	1,588 है	3,329 है	१६	3.81	10,891 है
३१	2,223 है	3,703 है	३	3.81	12,704
१०	1,588 है	4,439 है	4AX है	2,383 है	13,039 है
पंद्रह	2.54	4,839 है	१३	3,175 है	14,117 है
३३	2.8	5.88	.५	2.54	15,324
1	1,667 है	6,555 है	४	2.54	15,865 है
१४	2.54	6,555 है	।	5.08 है	18,969 है
ग्यारह	1,905 है	7,259 है	६ “एलसी सर्किट की गुंजयमान आवृत्ति ”	3.81	19,356 है
3. 4	1,588 है	7,529 है	35 ए	3.81	39,316 है
३	3,175 है	7,562 है	।	5.08 है	49,803 है

मुख्य आपूर्ति पर संचालन के लिए, आवृत्ति 50HZ है, जबकि फ्लक्स घनत्व 1Wb / वर्ग सेमी के रूप में लिया जा सकता है। साधारण स्टील स्टांपिंग के लिए और सीआरजीओ स्टांपिंग के लिए 1.3 डब्ल्यूबी / वर्ग सेमी, उपयोग किए जाने वाले प्रकार के आधार पर।

इसलिये

प्राथमिक मोड़ (n1) = प्रति वोल्ट (Tpv) * प्राथमिक वोल्टेज (V1)
माध्यमिक घुमाव (n2) = प्रति वोल्ट (Tpv) * द्वितीयक वोल्टेज (V2) * 1.03 (मान लें कि ट्रांसफार्मर वाइंडिंग्स में 3% की गिरावट है)
टुकड़े टुकड़े की जीभ की चौड़ाई लगभग निम्नलिखित द्वारा दी गई है: -

जीभ की चौड़ाई (बीस) = Sqrt * (GCA)

वर्तमान घनत्व

यह प्रति इकाई पार अनुभागीय क्षेत्र में एक तार की वर्तमान वहन क्षमता है। इसे Amp / cm² की इकाइयों में व्यक्त किया जाता है। उपर्युक्त तार तालिका 200A / cm is के वर्तमान घनत्व पर एक निरंतर रेटिंग के लिए है। ट्रांसफार्मर के संचालन के गैर-निरंतर या आंतरायिक मोड के लिए, एक 400A / cm² तक उच्च घनत्व चुन सकता है, अर्थात, इकाई लागत को कम करने के लिए सामान्य घनत्व से दोगुना। इसे चुना जाता है, निरंतर परिचालन मामलों के लिए आंतरायिक परिचालन मामलों के लिए तापमान में वृद्धि कम होती है।

इसलिए वर्तमान घनत्वों के आधार पर हमने चुना कि अब हम प्राथमिक और द्वितीयक धाराओं के मूल्यों की गणना करते हैं जो कि SWG का चयन करने के लिए वायर टेबल में खोजे जाते हैं: -

n1a = प्राथमिक वर्तमान (आईपी) की गणना / (वर्तमान घनत्व / 200)

n2a = माध्यमिक वर्तमान (है) की गणना / (वर्तमान घनत्व / 200)

प्राथमिक और माध्यमिक धाराओं के इन मूल्यों के लिए हम वायर टेबल से संबंधित एसडब्ल्यूजी और टर्न प्रति वर्गमीटर का चयन करते हैं। फिर हम निम्नानुसार गणना करने के लिए आगे बढ़ते हैं: -

प्राथमिक क्षेत्र (पा) = प्राथमिक मोड़ (n1) / (प्राथमिक प्रति वर्गमीटर)
माध्यमिक क्षेत्र (sa) = माध्यमिक घुमाव (n2) / (प्रति वर्ग सेमी माध्यमिक)
कोर के लिए आवश्यक कुल विंडो क्षेत्र निम्नानुसार है: -

कुल क्षेत्रफल (TA) = प्राथमिक क्षेत्र (pa) + माध्यमिक क्षेत्र (sa)

पूर्व और इन्सुलेशन के लिए आवश्यक अतिरिक्त स्थान को वास्तविक घुमावदार क्षेत्र द्वारा आवश्यक 30% अतिरिक्त स्थान के रूप में लिया जा सकता है। यह मान अनुमानित है और वास्तविक घुमावदार विधि के आधार पर संशोधित किया जा सकता है।

विंडो क्षेत्र (Wacal) = कुल क्षेत्र (TA) * 1.3

जीभ की चौड़ाई के उपरोक्त परिकलित मूल्य के लिए, हम कोर तालिका से कोर संख्या और विंडो क्षेत्र चुनते हैं, यह सुनिश्चित करते हैं कि चुनी गई खिड़की का क्षेत्र सकल कोर क्षेत्र से अधिक या बराबर है। यदि यह स्थिति संतुष्ट नहीं है, तो हम एक उच्च जीभ चौड़ाई के लिए जाते हैं जो स्टैक ऊंचाई में इसी कमी के साथ एक ही स्थिति सुनिश्चित करता है ताकि लगभग निरंतर सकल कोर क्षेत्र बनाए रखा जा सके।

इस प्रकार हमें मुख्य तालिका से उपलब्ध जीभ की चौड़ाई (ट्वेवेल) और विंडो क्षेत्र ((एवीए)) प्राप्त होते हैं

स्टैक हाइट = सकल कोर क्षेत्र / जीभ की चौड़ाई (उपलब्ध) (atw))।

व्यावसायिक रूप से उपलब्ध पूर्व आकार के उद्देश्यों के लिए, हम लगभग 1.25, 1.5, 1.75 के निकटतम आंकड़ों के लिए जीभ की चौड़ाई के अनुपात में अनुमानित ऊंचाई को अनुमानित करते हैं। सबसे खराब स्थिति में हम अनुपात को 2 के बराबर लेते हैं। हालाँकि 2 तक का कोई भी अनुपात लिया जा सकता है, जो स्वयं को पूर्व बनाने के लिए कहता है।

यदि अनुपात 2 से अधिक है, तो हम उच्चतर जीभ की चौड़ाई (aTw) का चयन करते हैं जो उपरोक्त सभी शर्तों को सुनिश्चित करता है।

स्टैक ऊंचाई (ht) / जीभ की चौड़ाई (aTw) = (कुछ अनुपात)
संशोधित स्टैक ऊंचाई = जीभ की चौड़ाई (aTw) * मानक अनुपात का निकटतम मान
संशोधित सकल कोर क्षेत्र = जीभ की चौड़ाई (aTw) * संशोधित स्टैक ऊंचाई।

समान डिज़ाइन प्रक्रिया नियंत्रण ट्रांसफार्मर के लिए लागू होती है, जहाँ हमें यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता होती है कि स्टैक की ऊँचाई जीभ की चौड़ाई के बराबर हो।

इस प्रकार हम दिए गए विनिर्देशों के लिए कोर संख्या और स्टैक ऊंचाई पाते हैं।

एक उदाहरण का उपयोग कर एक ट्रांसफार्मर डिजाइनिंग:

दिए गए विवरण इस प्रकार हैं: -
सेक। वोल्टेज (बनाम) = 60 वी

Sec current (Is) = 4.44A

प्रति अनुपात (n2 / n1) = 0.5 प्रति मुड़ता है

अब हमें गणना निम्नानुसार करनी है: -

Sec.Volt-Amps (SVA) = Vs * Is = 60 * 4.44 = 266.4VA
प्राइम। वोल्ट-एम्प्स (पीवीए) = एसवीए / 0.9 = 296.00VA
प्राइम। वोल्ट (वीपी) = वी 2 / (एन 2 / एन 1) = 60 / 0.5 = 120 वी
Prim.current (Ip) = PVA / Vp = 296.0 / 120 = 2.467A
कोर एरिया (CA) = 1.15 * sqrt (PVA) = 1.15 * sqrt (296) = 19.785 cm =
सकल कोर क्षेत्र (GCA) = CA * 1.1 = 19.785 * 1.1 = 21.76 cm²
प्रति वोल्ट (Tpv) = 1 / (4.44 * 10-4 * CA * फ़्रीक्वेंसी * फ़्लक्स डेंसिटी) = 1 / (4.44 * 10-4 * 19.785 * 50 * 1) = 2.272 प्रति वोल्ट बदल जाता है
Prim.Turns (N1) = Tpv * Vp = 2.276 * 120 = 272.73 बदल जाता है
Sec.Turns (N2) = Tpv * Vs * 1.03 = 2.276 * 60 * 1.03 = 140.46 मोड़
जीभ की चौड़ाई (TW) = Sqrt * (GCA) = 4.690 सेमी
हम वर्तमान घनत्व को 300A / cm choosing के रूप में चुन रहे हैं, लेकिन वायर टेबल में वर्तमान घनत्व 200A / cm² के लिए दिया जाता है, फिर
प्राथमिक वर्तमान खोज मूल्य = Ip / (वर्तमान घनत्व / 200) = 2.467 / (300/200) = 1.644A
द्वितीयक वर्तमान खोज मूल्य = है / (वर्तमान घनत्व / 200) = 4.44 / (300/200) = 2.96A

प्राथमिक और माध्यमिक धाराओं के इन मूल्यों के लिए हम वायर टेबल से संबंधित एसडब्ल्यूजी और टर्न प्रति वर्गमीटर का चयन करते हैं।

SWG1 = 19 SWG2 = 18

प्रति वर्गमीटर मोड़ प्राथमिक = 87.4 सेमी² प्रति सेकंड प्रति सेकंड माध्यमिक = 60.8 सेमी primary

प्राथमिक क्षेत्र (पा) = n1 / प्रति वर्ग सेमी (प्राथमिक) = 272.73 / 87.4 = 3.120 सेमी²
माध्यमिक क्षेत्र (sa) = n2 / प्रति वर्ग सेमी (माध्यमिक) = 140.46 / 60.8 = 2.310 सेमी²
कुल क्षेत्रफल (पर) = पा + सा = 3.120 + 2.310 = 5,430 सेमी =
विंडो क्षेत्र (वा) = कुल क्षेत्रफल * 1.3 = 5.430 * 1.3 = 7.059 सेमी =

इस प्रकार हमें मुख्य टेबल से उपलब्ध जीभ की चौड़ाई (ट्वेवेल) और विंडो क्षेत्र ((एवीए)) प्राप्त होते हैं:

तो जीभ की चौड़ाई उपलब्ध (atw) = 3.81 सेमी
उपलब्ध खिड़की क्षेत्र (प्रतीक्षा) = 10.891 सेमी²
कोर नंबर = 16
स्टैक हाइट = gca / atw = 21.99 / 3.810 = 5.774 सेमी

प्रदर्शन कारणों से, हम जीभ की चौड़ाई (aTw) अनुपात के लगभग 1.25, 1.5, और 1.75 के निकटतम आंकड़ों के लिए स्टैक ऊंचाई का अनुमान लगाते हैं। सबसे खराब स्थिति में हम अनुपात 2 के बराबर लेते हैं।

यदि अनुपात 2 से अधिक है, तो हम एक उच्च जीभ चौड़ाई का चयन करते हैं जो उपरोक्त सभी शर्तों को सुनिश्चित करता है।

स्टैक ऊंचाई (ht) / जीभ की चौड़ाई (aTw) = 5.774 / 3.81 = 1.516
संशोधित स्टैक ऊंचाई = जीभ चौड़ाई (aTw) * मानक अनुपात का निकटतम मूल्य = 3.810 * 1.516 = 5.715 सेमी
संशोधित सकल कोर क्षेत्र = जीभ की चौड़ाई (aTw) * संशोधित स्टैक ऊंचाई = 3.810 * 5.715 = 21.774 वर्ग मीटर

इस प्रकार हम दिए गए विनिर्देशों के लिए कोर संख्या और स्टैक ऊंचाई पाते हैं।

उदाहरण के साथ एक छोटे नियंत्रण ट्रांसफार्मर का डिजाइन:

दिए गए विवरण इस प्रकार हैं: -

सेक। वोल्टेज (बनाम) = 18 वी
Sec current (Is) = 0.3A
प्रति अनुपात (n2 / n1) = 1 हो जाता है

अब हमें गणना निम्नानुसार करनी है: -

Sec.Volt-Amps (SVA) = Vs * Is = 18 * 0.3 = 5.4VA
प्राइम। वोल्ट-एम्प्स (PVA) = SVA / 0.9 = 5.4 / 0.9 = 6VA
प्रधान। वोल्टेज (वीपी) = वी 2 / (एन 2 / एन 1) = 18/1 = 18 वी
प्रधान। current (Ip) = PVA / Vp = 6/18 = 0.333A
कोर एरिया (CA) = 1.15 * sqrt (PVA) = 1.15 * sqrt (6) = 2.822 cm²
क्रॉस कोर एरिया (GCA) = CA * 1.1 = 2.822 * 1.1 = 3.132 cmCA
प्रति वोल्ट (Tpv) = 1 / (4.44 * 10-4 * CA * फ़्रीक्वेंसी * फ़्लक्स डेंसिटी) = 1 / (4.44 * 10-4 * 2.822 * 50 * 1) = 15.963 प्रति वोल्ट बदल जाता है
प्रधान। टर्न (N1) = Tpv * Vp = 15.963 * 18 = 287.337 बदल जाता है
Sec.Turns (N2) = Tpv * Vs * 1.03 = 15.963 * 60 * 1.03 = 295.957 मोड़
जीभ की चौड़ाई (TW) = Sqrt * (GCA) = sqrt * (3.132) = 1.770 सेमी

हम 200A / cm choosing के रूप में वर्तमान घनत्व चुन रहे हैं, लेकिन तार तालिका में वर्तमान घनत्व 200A / cm² के लिए दिया जाता है, फिर

प्राथमिक वर्तमान खोज मूल्य = Ip / (वर्तमान घनत्व / 200) = 0.333 / (200/200) = 0.333A
द्वितीयक वर्तमान खोज मूल्य = है / (वर्तमान घनत्व / 200) = 0.3 / (200/200) = 0.3A

प्राथमिक और माध्यमिक धाराओं के इन मूल्यों के लिए हम संबंधित एसडब्ल्यूजी और टर्न प्रति एसक्यू चुनते हैं। वायर टेबल से सेमी।

SWG1 = 26 SWG2 = 27

प्रति Sq बारी। सेमी का प्राथमिक = 415 मोड़ प्रति Sq कर देता है। सेमी के माध्यमिक = 504 बदल जाता है

प्राथमिक क्षेत्र (पा) = n1 / प्रति वर्ग सेमी (प्राथमिक) = 287.337 / 415 = 0.692 सेमी²
माध्यमिक क्षेत्र (sa) = n2 / प्रति वर्ग सेमी (माध्यमिक) = 295.957 / 504 = 0.587 सेमी²
कुल क्षेत्रफल (पर) = पा + सा = 0.692 + 0.587 = 1,280 सेमी =
विंडो क्षेत्र (वा) = कुल क्षेत्रफल * 1.3 = 1.280 * 1.3 = 1.663 सेमी =