மின்சார மாற்றிகள் – சூத்திரங்களும் சமன்பாடுகளும்

மாற்றிகள் மிகவும் பொதுவான வகையான மின் சாதனங்களில் ஒன்றாகும், மற்றும் அவை மின் பொறியியலின் பல பயன்பாடுகளில், இதில் மின் அரசியல் உள்ளது. எனவே, மின் பொறியாளரின் நிலையில், மாற்றியின் பல தன்மைகளைக் கணக்கிடுவது போதுமான வழக்கமாக உள்ளது, இதன் மூலம் அது செயல்படும் நிலைகளை நிரூபிக்க முடியும். இதனைச் செய்ய வேண்டும், வழக்கமான சமன்பாடுகளை பயன்படுத்த வேண்டும், இவை இந்த பதிவில் தொடர்ந்து வரும் பிரிவுகளில் காணப்படும்.

மாற்றி என்ன?

மாற்றி ஒரு நிலையான மாறுநிலை மின்காந்த சாதனமாகும், இது மின் அரசியல் அமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, தேவைகளுக்கு ஏற்ப மின்னழுத்தத்தை மாற்றுவதற்காக. இது மின்னழுத்தத்தை அதிகப்படுத்த அல்லது குறைக்க முடியும். மாற்றியின் மூலம் மின்னழுத்தமும் மின்னோட்டமும் மாற்றப்படலாம், ஆனால் அதன் அதிர்வெண் அப்படியாகவே தான் தெரிவிக்கப்படும்.

மாற்றிகளின் வெவ்வேறு வகைகள்

மாற்றியின் செயல்பாட்டின் அடிப்படையில், அது இந்த மூன்று வகைகளில் ஒன்றாக வகைப்படுத்தப்படலாம்:

• ஒரு மேல்மாற்றி (step-up transformer) மேலே உள்ள மின்னழுத்தத்தை உயர்த்துவது, இது மேல்மாற்றியைக் குறிக்கிறது.

• ஒரு கீழ்மாற்றி (step-down transformer) உயர் மின்னழுத்தத்தில் தொடங்கி, மின்னழுத்தத்தை குறைக்கிறது.

• ஒரு அகற்றல் மாற்றி (isolation transformer) மின்னழுத்தத்தை மாற்றாமல், இரு சார்பற்ற மின்சுற்றுகளை மின்னாக அகற்றுகிறது. இதுவே 1-1 மாற்றி என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

மாற்றியின் EMF சமன்பாடு

மாற்றியின் EMF சமன்பாடு என்பது, மாற்றியின் மாற்று குழாய்களில் உருவாக்கப்பட்ட மின்காந்த தளம் (EMF) மதிப்பை நிரூபிக்கும் கணித சமன்பாட்டைக் குறிக்கிறது.

முதன்மை குழாய்களின் மின்காந்த தளத்தின் சமன்பாடு கீழே தரப்பட்டுள்ளது:

E1=4.44fϕmN1=4.44fBmAN1

இரண்டாம் விதையின் வித்தியால களத்திற்கான சமன்பாடு பின்வருமாறு:

E2=4.44fϕmN2=4.44fBmAN2

இங்கு,

f - வழங்கு அதிர்வெண்,

ϕm – மூலத்தில் உள்ள அதிகபட்ச புவிசக்தி,

Bm– மூலத்தில் உள்ள அதிகபட்ச புவிசக்தி அடர்த்தி,

A – மூலத்தின் குறுக்கு வெட்டு பரப்பளவு,

N1 மற்றும் N2 – முதன்மை மற்றும் இரண்டாம் விதையின் திருப்பு எண்ணிக்கை.

திருப்பி மாற்றியிடும் உலோகத்தின் வளைவு விகிதம்

திருப்பி மாற்றியிடும் உலோகத்தின் வளைவு விகிதம், முதன்மை பகுதியில் (N1) உள்ள வளைவு சுழல்களின் எண்ணிக்கைக்கும், இரண்டாம் பகுதியில் (N2) உள்ள வளைவு சுழல்களின் எண்ணிக்கைக்கும் இடையேயான விகிதமாக வரையறுக்கப்படுகிறது.

வளைவு விகிதம்=முதன்மை வளைவு சுழல்கள்(N1)/இரண்டாம் வளைவு சுழல்கள்(N2)

திருப்பி மாற்றியிடும் உலோகத்தின் வோல்ட்டேஜ் மாற்றம் விகிதம்

"வோல்ட்டேஜ் மாற்றம் விகிதம்" என்பது, திருப்பி மாற்றியிடும் உலோகத்தின் ஒலிப்பு மின்னோட்டம் (AC) வெளியே வரும் வோல்ட்டேஜ் மற்றும் அதன் ஒலிப்பு மின்னோட்டம் (AC) உள்ளே வரும் வோல்ட்டேஜ் இடையேயான உறவைக் குறிக்கும். இது K எனக் குறிக்கப்படுகிறது.

வோல்ட்டேஜ் மாற்றம் விகிதம்,

K=வெளியே வரும் வோல்ட்டேஜ் (V2)/உள்ளே வரும் வோல்ட்டேஜ் (V1)

திருப்பி மாற்றியிடும் உலோகத்தின் மின்னோட்டம் மாற்றம் விகிதம்

"மின்னோட்டம் மாற்றம் விகிதம்" என்பது, திருப்பி மாற்றியிடும் உலோகத்தின் வெளியே வரும் மின்னோட்டத்திற்கு (இரண்டாம் வளைவு வழியாக ஓடும் மின்னோட்டம்) மற்றும் அதன் உள்ளே வரும் மின்னோட்டத்திற்கு (முதன்மை வளைவு வழியாக ஓடும் மின்னோட்டம்) இடையேயான விகிதத்தைக் குறிக்கும்.

மின்னோட்டம் மாற்றம் விகிதம்,

K=இரண்டாம் விதையின் குறைவு வோட்டு (I2)/முதல் விதையின் குறைவு வோட்டு (I1)

குறைவு வோட்டு விதியின், வோட்டு விதியின் மற்றும் விதை விகிதத்தின் இடையேயான உறவு

கீழ்க்காணும் சூத்திரம் விதை விகிதத்தின், வோட்டு விதியின் மற்றும் குறைவு வோட்டு விதியின் இடையேயான உறவை குறிப்பிடுகிறது:

விதை விகிதம் =N1/N2=V1/V2=I2/I1=1/K

இந்த நிலையில், வோட்டு விதி குறைவு வோட்டு விதியால் பெருக்கப்படுகிறது. இதன் காரணம், ஒரு டிரான்ஸ்பார்மர் வோட்டை உயர்த்தும்போது, அது ஒரே விகிதத்தில் குறைவு வோட்டை குறைப்பது மைக்கோவின் மைக்கள் சக்தியை (MMF) மாறிலியாக வைத்துக்கொள்வது.

MMF டிரான்ஸ்பார்மர் சமன்பாடு

மைக்கோமோட்டிவ் பொருள் MMF என குறிக்கப்படுகிறது. டிரான்ஸ்பார்மரின் அம்பீர்-டர்ன் மதிப்பை மற்றொரு பெயராக MMF அழைக்கலாம். டிரான்ஸ்பார்மரின் மைக்கோவில் உருவாக்கப்பட்ட மாறிலியான மைக்கோவின் பாதை விளைவு MMF மூலம் உருவாகிறது. இது விதையில் உள்ள டர்ன்களின் எண்ணிக்கையை அதில் ஓடும் குறைவு வோட்டுடன் பெருக்குவதன் மூலம் கணக்கிடப்படுகிறது.

முதல் விதை, MMF=N1I1

இரண்டாம் சுற்று, MMF=N2I2

இங்கு,

I1-திரியானின் முதல் சுற்றில் உள்ள தேய்ச்சி

I2– திரியானின் இரண்டாம் சுற்றில் உள்ள தேய்ச்சி

திரியானின் சுற்றுகளின் சமமான எதிர்ப்பு

திரியானின் முதல் மற்றும் இரண்டாம் சுற்றுகளில் அடிப்படையில் தாமிசாலை போன்ற வைரோவுகள் பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இதனால், அவை ஒரு குறிப்பிட்ட எதிர்ப்பை உடையவை, இது மிக குறைவானது. R1 என்பது முதல் சுற்றின் எதிர்ப்பைக் குறிப்பிடும் சின்னமாகவும், R2 என்பது இரண்டாம் சுற்றின் எதிர்ப்பைக் குறிப்பிடும் சின்னமாகவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

திரியானின் முழு சுற்றுவழியை முதல் பக்கத்திலும் அல்லது இரண்டாம் பக்கத்திலும் குறிப்பிடுவதில், திரியானின் சுற்றுகளின் சமமான எதிர்ப்பு கொடுக்கப்படுகின்றது.

எனவே, திரியானின் முதல் பக்க சுற்றுகளின் சமமான எதிர்ப்பை கீழ்க்கண்டவாறு கணக்கிடலாம்:

R01=[R1+R′2]=[R1+(R2/K2)]

திரைமாற்றியின் இரண்டாம் பகுதியிலுள்ள குடுவைகளின் சமமான எதிர்த்தான்மதிப்பை கீழ்க்கண்டவாறு கணக்கிடலாம்:

R02=[R2+R′1]=[R2+(R1K2)]

இங்கு,

R1 ′ இரண்டாம் பகுதியை அடிப்படையாகக் கொண்ட முதல் பகுதியின் குடுவை எதிர்த்தான்மதிப்பைக் குறிக்கிறது,

R2 ′ முதல் பகுதியை அடிப்படையாகக் கொண்ட இரண்டாம் பகுதியின் குடுவை எதிர்த்தான்மதிப்பைக் குறிக்கிறது,

R1 முதல் பகுதியின் குடுவை எதிர்த்தான்மதிப்பைக் குறிக்கிறது,

R2 இரண்டாம் பகுதியின் குடுவை எதிர்த்தான்மதிப்பைக் குறிக்கிறது,

R01 முக்கிய பக்கத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டு மாற்றியாற்றி சமான எதிர்ப்பைக் குறிக்கிறது

R02 வழக்கு பக்கத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டு மாற்றியாற்றி சமான எதிர்ப்பைக் குறிக்கிறது.

மாற்றியாற்றியின் விண்மீன்களின் விட்டுச்செல்லும் இரிக்கான்ஸ்

“மாற்றியாற்றியின் விண்மீன்களின் விட்டுச்செல்லும் இரிக்கான்ஸ்” என்ற சொல் மாற்றியாற்றியில் அமைந்த மாக்கிற விண்மீன்களின் விட்டுச்செல்லும் மேக்னெடிக் பிளக்ஸ் உருவாக்கப்பட்ட போது ஏற்படும் உத்தரவிய இரிக்கான்ஸைக் குறிக்கிறது.

முக்கிய விண்மீன்களை குறித்து

X1= E1/I1

வழக்கு விண்மீன்களை குறித்து

X2= E2/I2

இந்த சமன்பாட்டில்

X1 முக்கிய விண்மீன்களின் விட்டுச்செல்லும் இரிக்கான்ஸைக் குறிக்கிறது

X2 முக்கிய வைரிங் விளைவு எதிர்த்தாற்றலை குறிக்கிறது,

E1 முக்கிய வைரிங் தனியாக உருவாக்கப்பட்ட வோல்ட்டேஜை குறிக்கிறது, மற்றும்

E2 இரண்டாம் வைரிங் தனியாக உருவாக்கப்பட்ட வோல்ட்டேஜை குறிக்கிறது.

திரியாரின் வைரிங்களின் சமான எதிர்த்தாற்றல்

திரியாரின் முக்கிய மற்றும் இரண்டாம் வைரிங்கள் மொத்த எதிர்த்தாற்றலுக்கு சமான எதிர்த்தாற்றல் என அழைக்கப்படும் தொகையை பங்களிக்கின்றன.

திரியாரின் சமான எதிர்த்தாற்றல், முக்கிய பக்கத்தில் பின்வருமாறு:

X01=[X1+X′2]=[X1+(X2/K2) ]

திரியாரின் சமான எதிர்த்தாற்றல், இரண்டாம் பக்கத்தில் பின்வருமாறு:

X02= [X2+ X′1]= [X2+(K2X1)]

இந்த சமன்பாட்டில்,

X1‘ இரண்டாம் பகுதியிலுள்ள முதல் பாயினின் வெளியேற்ற ஒட்டுறவைக் குறிக்கும், மற்றும்

X2‘ முதல் பகுதியிலுள்ள இரண்டாம் பாயினின் வெளியேற்ற ஒட்டுறவைக் குறிக்கும்.

திரியானின் பாயினின் மொத்த எதிர்ப்பு

"திரியானின் பாயினின் மொத்த எதிர்ப்பு" என்ற உறுதி, பாயின் எதிர்ப்புகளும் வெளியேற்ற ஒட்டுறவுகளும் இணைந்த முயற்சியினால் ஏற்படும் எதிர்ப்பைக் குறிக்கும்.

திரியானின் முதல் பாயினின் எதிர்ப்பு பின்வருமாறு அறிக்கப்படுகிறது

Z1=√R21+X21

திரியானின் இரண்டாம் பாயினின் எதிர்ப்பு பின்வருமாறு அறிக்கப்படுகிறது

Z2=√R22+X22

மாற்றியானதின் முக்கிய பகுதியில், சமமான எதிர்ப்பு இவ்வாறு கணக்கிடப்படுகிறது:

Z01=√R201+X201

மாற்றியானதின் இரண்டாம் பகுதியில், சமமான எதிர்ப்பு இவ்வாறு கணக்கிடப்படுகிறது:

Z02=√R202+X202

மாற்றியானதின் உள்ளீடு மற்றும் வெளியீடு வோல்ட்டேஜ் சமன்பாடுகள்

மாற்றியானதின் சமமான வடிவமில, KVL சூத்திரம் மாற்றியானதின் உள்ளீடு மற்றும் வெளியீடு வோல்ட்டேஜ் சமன்பாடுகளைப் பெறுவதற்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது.

மாற்றியானதின் உள்ளீடு வோல்ட்டேஜ் சமன்பாடு இவ்வாறு எழுதப்படலாம்:

V1=E1+I1R1+jI1X1=E1+I1(R1+jX1)=E1+I1Z1

மாற்றியின் வெளியேற்று வோल்டேஜ் கணக்கீட்டை கீழ்க்கண்டவாறு எழுதலாம்:

V2=E2−I2R2−jI2X2=E2−I2(R2+jX2)=E2−I2

மாற்றியின் இழப்புகள்

1). மூலம் இழப்பு &

2). தங்கு இழப்பு

மாற்றியானில் நிகழக்கூடிய இரு வகையான இழப்புகள்.

1). அணு இழப்புகள்

விதிமுறை இழப்பு மற்றும் பாலி வெளிச்சத் தாக்கங்கள் இணைந்து மாற்றியானின் மொத்த அணு இழப்பினை உருவாக்குகின்றன, இது பின்வருமாறு கூறப்படலாம்:

அணு இழப்பு=Ph+Pe

இந்த நிலையில், விதிமுறை இழப்பு அணுவில் ஏற்படும் அங்குல மாற்றத்தால் ஏற்படுகின்றது.

விதிமுறை இழப்பு, Ph=ηB1.6maxfV

மேலும், பாலி வெளிச்சத் தாக்கம் அணுவில் பெருந்தோற்றும் பாலி வெளிச்சங்களால் ஏற்படுகின்றது.

பாலி வெளிச்சத் தாக்கம், Pe=keB2mf2t2

இங்கு,

η – ஸ்டீன்மெட்சு கெப்பைசியன்,

Bm– மூலம் அதிகபட்ச பாதுகாப்பு அளவு,

Ke– வட்ட வெற்றி மாறிலி,

f – அங்குல வெற்றியின் திருப்புதலின் அதிர்வெண், மற்றும்

V – மூலத்தின் கனவளவு.

2). தங்க இழப்பு

தங்க இழப்பு, மாற்றியின் சுருக்கல்களின் உயர் எதிர்த்திறனால் ஏற்படுகிறது.

தங்க இழப்பு=I21R1+I22R2

மாற்றியின் வோல்ட்டு நீராக்கம்

மாற்றியின் வெளியேற்று வோல்ட்டு மதிப்பின் மாற்றம், ஒரு மாற்றியில் பொருளில்லா மற்றும் முழு பொருள் விட்டு வரை விளக்கப்படுகிறது, மற்றும் அது மாற்றியின் பொருளில்லா வோல்ட்டு விட்டு அளவிடப்படுகிறது.

வோல்ட்டு நீராக்கம்=(பொருளில்லா வோல்ட்டு - முழு பொருள் வோல்ட்டு)/பொருளில்லா வோல்ட்டு

மாற்றியின் செயல்திறன்

மாற்றியின் செயல்திறன் வெளியேறும் ஆற்றலுக்கும், உள்ளேறும் ஆற்றலுக்கும் இடையேயான விகிதத்தால் வரையறுக்கப்படுகிறது.

செயல்திறன்,η=வெளியேறும் ஆற்றல்(Po)/உள்ளேறும் ஆற்றல்(Pi)

செயல்திறன்,η=வெளியேறும் ஆற்றல்/(வெளியேறும் ஆற்றல்+நசுத்தல்கள்)

அனைத்து பொருள் நிலைகளிலும் மாற்றியின் செயல்திறன்

குறிப்பிட்ட உண்மையான பொருள் நிலையில் மாற்றியின் செயல்திறனை தீர்மானிக்க கீழ்க்காணும் சூத்திரம் பயன்படுத்தப்படுகிறது:

η= x × முழு பொருள் kVA×ஆற்றல் காரணி/(x × முழு பொருள் kVA×ஆற்றல் காரணி)+நசுத்தல்கள்

முழு நாளின் மாற்றியின் செயல்திறன்

மாற்றியின் முழு நாளின் செயல்திறன் 24 மணி நேரத்தில் வெளியேறும் ஆற்றல் (kWh) மற்றும் உள்ளேறும் ஆற்றல் (kWh) இவற்றின் விகிதத்தால் வரையறுக்கப்படுகிறது.

ηallday=வெளியேறும் ஆற்றல் kWh / உள்ளேறும் ஆற்றல் kWh

மாற்றியின் அதிகாரப்பூர்வ செயல்திறனுக்கான நிபந்தனை

மாற்றியின் மைய நசுத்தல்கள் மற்றும் தங்க நசுத்தல்கள் ஒன்றுக்கொன்று சமமாக இருக்கும்போது, மாற்றியின் செயல்திறன் அதிகாரப்பூர்வமாக இருக்கும்.

எனவே, மாற்றியின் அதிகாரப்பூர்வ செயல்திறனை அடைய வேண்டும்

கோப்பர் இழப்பு = மை இழப்பு

மிக அதிக மாற்றியான செயல் திறன் லோட் காந்தத்துடன் ஒப்பிடுதல்

மாற்றியானின் மிக அதிக செயல் திறனுக்கான லோட் காந்தம் (அல்லது) இரண்டாம் வெளிப்புவிக்கும் காந்தம் பின்வருமாறு வழங்கப்படுகிறது,

I2=√Pi/R02

நீட்டிப்பு

இந்த பதிவு மின்தொடர்பு மாற்றியான்களின் மிக அவசியமான சூத்திரங்களை விளக்கியது, இவை எல்லா மின்தொடர்பு பொறியியல் கற்றலாளர்களும் மற்றும் எல்லா மின்தொடர்பு பொறியியல் துறையினரும் உயர் அளவில் முக்கியமானவை.

கூற்று: உரிமை கொள்ள தொடர்பு, நல்ல கட்டுரைகள் பகிர தர செய்ய முடியும், உரிமை நீங்கல் இருந்தால் தொடர்புகொள்க விடுவிக்கவும்.