मेरा ट्रांसफॉर्मर के प्रत्येक कोइल के लिए टर्नों की संख्या और तार का आकार कैसे निर्धारित कर सकता हूँ?
मैं एक ट्रांसफोर्मर के कुंडलों की संख्या और तार का आकार कैसे निर्धारित कर सकता हूँ?
ट्रांसफोर्मर के कुंडलों की संख्या और तार के आकार को निर्धारित करने के लिए वोल्टेज, विद्युत धारा, आवृत्ति, कोर की विशेषताओं और लोड की आवश्यकताओं को ध्यान में रखना आवश्यक है। नीचे विस्तृत चरण और सूत्र दिए गए हैं:
I. मूल ट्रांसफोर्मर पैरामीटर्स परिभाषित करें
इनपुट/आउटपुट वोल्टेज (V1,V2): प्राथमिक और द्वितीयक वोल्टेज (वोल्ट में)।
रेटेड पावर (P): ट्रांसफोर्मर की क्षमता (VA या वाट में)।
ऑपरेटिंग फ्रीक्वेंसी (f): आमतौर पर 50 Hz या 60 Hz।
कोर पैरामीटर्स:
कोर सामग्री (जैसे, सिलिकॉन स्टील, फेराइट)
प्रभावी कोर क्रॉस-सेक्शन क्षेत्र (A, m² में)
अधिकतम फ्लक्स घनत्व (Bmax, T में)
कुल चुंबकीय मार्ग लंबाई (le, m में)
II. कुंडल की बारहाइयों की गणना करें
1. बारहाइयों का अनुपात सूत्र
जहाँ N1 और N2 प्राथमिक और द्वितीयक कुंडलों की बारहाइयाँ हैं।
2. प्रति बारहाई वोल्टेज की गणना
फाराडे के आवेशन के नियम का उपयोग करके:
N के लिए हल करने के लिए फिर से व्यवस्थित करें:
पैरामीटर:
V: कुंडल वोल्टेज (प्राथमिक या द्वितीयक)
Bmax: अधिकतम फ्लक्स घनत्व (कोर सामग्री की डेटा शीट से संदर्भ लें, जैसे, सिलिकॉन स्टील के लिए 1.2–1.5 T)
A: प्रभावी कोर क्रॉस-सेक्शन क्षेत्र (m² में)
उदाहरण:
220V/110V, 50Hz, 1kVA ट्रांसफोर्मर डिजाइन करें, सिलिकॉन स्टील कोर (Bmax=1.3T,A=0.01m2) के साथ:
III. तार का आकार निर्धारित करें
1. कुंडल धारा की गणना करें
2. तार क्रॉस-सेक्शन क्षेत्र की गणना
धारा घनत्व (J, A/mm² में) के आधार पर:
धारा घनत्व की दिशानिर्देश:
मानक ट्रांसफोर्मर: J=2.5∼4A/mm2
उच्च आवृत्ति या उच्च दक्षता ट्रांसफोर्मर: J=4∼6A/mm2 (स्किन प्रभाव के लिए ध्यान दें)
3. तार का व्यास की गणना
IV. मान्यता और ऑप्टीमाइजेशन
कोर नुकसान की मान्यता:
सुनिश्चित करें कि कोर सुरक्षित Bmax सीमाओं के भीतर संचालित हो ताकि संतृप्ति से बचा जा सके:
(k: सामग्री गुणांक, Ve: कोर का आयतन)
विंडो क्षेत्र का उपयोग:
कुल तार क्रॉस-सेक्शन क्षेत्र को कोर के विंडो क्षेत्र (Awindow) में फिट होना चाहिए:
(Ku: विंडो भराई गुणांक, आमतौर पर 0.2–0.4)
तापमान वृद्धि की जाँच:
सुनिश्चित करें कि तार का धारा घनत्व तापमान वृद्धि की आवश्यकताओं (आमतौर पर ≤ 65°C) को पूरा करता है।
V. टूल और संदर्भ
डिजाइन सॉफ्टवेयर:
ETAP, MATLAB/Simulink (सिमुलेशन और मान्यता के लिए)
ट्रांसफोर्मर डिजाइनर (ऑनलाइन टूल)
गाइड और मानक:
ट्रांसफोर्मर डिजाइन हैंडबुक कोलिन हार्ट द्वारा
IEEE मानक C57.12.00 (पावर ट्रांसफोर्मर के लिए सामान्य आवश्यकताएँ)
महत्वपूर्ण विचार
उच्च आवृत्ति ट्रांसफोर्मर: स्किन और प्रोक्सिमिटी प्रभावों को लिट्ज वायर या फ्लैट कॉपर स्ट्रिप का उपयोग करके संबोधित करें।
आइसोलेशन की आवश्यकताएँ: सुनिश्चित करें कि आइसोलेशन विंडिंगों के बीच वोल्टेज (जैसे, प्राथमिक-द्वितीयक आइसोलेशन के लिए ≥ 2 kV) को संभाल सकता है।
सुरक्षा मार्जिन: बारहाइयों और तार के आकार के लिए 10–15% मार्जिन रखें।
यह विधि ट्रांसफोर्मर डिजाइन के लिए एक आधार प्रदान करती है, लेकिन अंतिम मान्यता के लिए प्रयोगशाला परीक्षण की सिफारिश की जाती है।
