آپریشن کا اصول اور تین فیز ٹرانسفارمرز کا آلہ

تھری فیز کرنٹ کو تین مکمل طور پر الگ الگ سنگل فیز ٹرانسفارمرز کے ذریعے تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ اس صورت میں، تینوں مراحل کے وائنڈنگ مقناطیسی طور پر ایک دوسرے سے جڑے ہوئے نہیں ہیں: ہر مرحلے کا اپنا مقناطیسی سرکٹ ہوتا ہے۔ لیکن ایک ہی تھری فیز کرنٹ کو ایک تھری فیز ٹرانسفارمر کے ساتھ تبدیل کیا جا سکتا ہے، جس میں تینوں فیز کے وائنڈنگز مقناطیسی طور پر ایک دوسرے سے جڑے ہوتے ہیں، کیونکہ ان کا ایک مشترکہ مقناطیسی سرکٹ ہوتا ہے۔

تین فیز ٹرانسفارمر کے آپریشن اور ڈیوائس کے اصول کو واضح کرنے کے لیے، تین کا تصور کریں۔ سنگل فیز ٹرانسفارمر، ایک دوسرے کے ساتھ جڑے ہوئے ہیں تاکہ ان کی تین سلاخیں ایک مشترکہ مرکزی چھڑی بنائیں (تصویر 1)۔ دیگر تین سلاخوں میں سے ہر ایک پر، بنیادی اور ثانوی وائنڈنگز سپر امپوزڈ ہیں (تصویر 1 میں، سیکنڈری وائنڈنگز نہیں دکھائے گئے ہیں)۔

فرض کریں کہ ٹرانسفارمر کی تمام ٹانگوں پر بنیادی وائنڈنگ بالکل ایک جیسی ہیں اور ایک ہی سمت میں زخم ہیں (تصویر 1 میں، اوپر سے دیکھنے پر بنیادی وائنڈنگز گھڑی کی سمت میں زخم ہیں)۔ہم کنڈلی کے تمام اوپری سروں کو نیوٹرل O سے جوڑتے ہیں اور کنڈلی کے نچلے سروں کو تھری فیز نیٹ ورک کے تین ٹرمینلز تک لاتے ہیں۔

تصویر 1۔

ٹرانسفارمر وائنڈنگز میں کرنٹ وقت کے لحاظ سے مختلف مقناطیسی بہاؤ پیدا کرے گا، جن میں سے ہر ایک اپنے مقناطیسی سرکٹ میں بند ہو جائے گا۔ مرکزی جامع راڈ میں، مقناطیسی بہاؤ مجموعی طور پر صفر تک شامل ہو جائیں گے کیونکہ یہ بہاؤ سڈول تھری فیز کرنٹ کے ذریعے تخلیق کیے جاتے ہیں، جس کے نسبت سے ہم جانتے ہیں کہ ان کی فوری قدروں کا مجموعہ ہر وقت صفر ہوتا ہے۔

مثال کے طور پر، اگر کوائل AX I میں کرنٹ سب سے بڑا تھا اور انجیر میں اشارہ کیا گیا تھا۔ 1 سمت، پھر مقناطیسی بہاؤ اس کی سب سے بڑی قدر Ф کے برابر ہو گا اور اسے مرکزی جامع چھڑی میں اوپر سے نیچے تک لے جایا گیا تھا۔ دیگر دو کنڈلی BY اور CZ میں، وقت میں ایک ہی لمحے میں کرنٹ I2 اور Az3 سب سے زیادہ کرنٹ کے نصف کے برابر ہیں اور کوائل AX میں کرنٹ کے حوالے سے ان کی سمت مخالف ہے (یہ تین کی خاصیت ہے۔ مرحلے کے دھارے)۔ اس وجہ سے، BY اور CZ کنڈلی کی سلاخوں میں، مقناطیسی بہاؤ زیادہ سے زیادہ بہاؤ کے نصف کے برابر ہوں گے، اور مرکزی جامع راڈ میں AX کوائل کے بہاؤ کے حوالے سے ان کی سمت مخالف ہوگی۔ زیر بحث اس وقت بہاؤ کا مجموعہ صفر ہے۔ کسی دوسرے لمحے کے لیے بھی یہی ہوتا ہے۔

سینٹر بار میں بہاؤ نہ ہونے کا مطلب یہ نہیں ہے کہ دوسری بار میں بہاؤ نہ ہو۔ اگر ہم مرکزی چھڑی کو تباہ کرتے ہیں اور اوپری اور نچلے جوئے کو مشترکہ جوئے میں جوڑ دیتے ہیں (تصویر 2 دیکھیں)، تو کوائل AX کا بہاؤ کنڈلی BY اور CZ کے کوروں کے ذریعے اپنا راستہ تلاش کرے گا، اور ان کی مقناطیسی قوتیں کنڈلی AX کی مقناطیسی قوت کے ساتھ مل کر شامل کریں گے۔ اس صورت میں، ہمیں تینوں مراحل کے لیے ایک مشترکہ مقناطیسی سرکٹ کے ساتھ تین فیز ٹرانسفارمر ملے گا۔

تصویر 2۔

چونکہ کنڈلیوں میں کرنٹ مدت کے 1/3 سے فیز شفٹ ہوتے ہیں، اس لیے ان سے پیدا ہونے والے مقناطیسی بہاؤ بھی مدت کے 1/3 سے وقت کے ساتھ منتقل ہوتے ہیں، یعنی چھڑیوں اور کنڈلیوں میں مقناطیسی بہاؤ کی سب سے بڑی قدریں مدت کے 1/3 کے بعد ایک دوسرے کا پیچھا کرتی ہیں...

دورانیے کے 1/3 تک کوروں میں مقناطیسی بہاؤ کی فیز شفٹ کا نتیجہ وہی فیز شفٹ ہے اور الیکٹرو موٹیو قوتیں جو سلاخوں پر لگائی گئی بنیادی اور ثانوی دونوں سمتوں میں شامل ہوتی ہیں۔ پرائمری وائنڈنگز کی الیکٹرو موٹیو قوتیں لگ بھگ لاگو تھری فیز وولٹیج کو متوازن کرتی ہیں۔ ثانوی وائنڈنگز کی الیکٹرو موٹیو قوتیں، کنڈلیوں کے سروں کے درست کنکشن کے ساتھ، ایک تھری فیز سیکنڈری وولٹیج دیتی ہیں جو ثانوی سرکٹ میں فراہم کی جاتی ہے۔

جہاں تک مقناطیسی سرکٹ کی تعمیر کا تعلق ہے، تھری فیز ٹرانسفارمرز، جیسے سنگل فیز والے، چھڑی کے انجیر میں تقسیم ہوتے ہیں۔ 2. اور بکتر بند۔

تھری فیز راڈ ٹرانسفارمرز میں درجہ بندی کی گئی ہے:

a) سڈول مقناطیسی سرکٹ کے ساتھ ٹرانسفارمرز اور

b) ایک غیر متناسب مقناطیسی سرکٹ والے ٹرانسفارمرز۔

انجیر میں۔ 3 اسکیمیٹک طور پر ایک سلائیڈ ٹرانسفارمر کو سڈول مقناطیسی سرکٹ کے ساتھ دکھاتا ہے، اور انجیر میں۔ 4 ایک غیر متوازن مقناطیسی سرکٹ کے ساتھ ایک راڈ ٹرانسفارمر دکھاتا ہے۔ جیسا کہ تین لوہے کی سلاخوں 1، 2 اور 3 کے ذریعے دیکھا گیا ہے، جو لوہے کے جوئے کی پلیٹوں کے ذریعے اوپر اور نیچے جکڑے ہوئے ہیں۔ ہر ٹانگ پر ٹرانسفارمر کے ایک فیز کے پرائمری I اور سیکنڈری II کوائلز ہوتے ہیں۔

تصویر 3۔

پہلے ٹرانسفارمر میں، سلاخیں ایک مساوی مثلث کے زاویوں کی چوٹیوں پر واقع ہوتی ہیں۔ دوسرے ٹرانسفارمر میں ایک ہی جہاز میں سلاخیں ہیں۔

ایک مساوی مثلث کے کونوں کی چوٹیوں پر چھڑیوں کی ترتیب تینوں مراحل کے مقناطیسی بہاؤ کے لیے مساوی مقناطیسی مزاحمت فراہم کرتی ہے، کیونکہ ان بہاؤ کے راستے ایک جیسے ہیں۔ درحقیقت، تین مراحل کے مقناطیسی بہاؤ الگ الگ ایک عمودی چھڑی سے مکمل طور پر اور دوسرے دو سلاخوں سے آدھے راستے سے گزرتے ہیں۔

انجیر میں۔ 3 نقطے والی لائن راڈ فیز 2 کے مقناطیسی بہاؤ کو بند کرنے کے طریقے دکھاتی ہے۔ یہ دیکھنا آسان ہے کہ راڈ 1 اور 3 کے مراحل کے بہاؤ کے لیے، ان کے مقناطیسی بہاؤ کو بند کرنے کے طریقے بالکل ایک جیسے ہیں۔ اس کا مطلب ہے کہ زیر غور ٹرانسفارمر میں بہاؤ کے لیے ایک جیسی مقناطیسی مزاحمت ہے۔

ایک جہاز میں سلاخوں کی ترتیب اس حقیقت کی طرف لے جاتی ہے کہ درمیانی مرحلے کے بہاؤ کے لیے مقناطیسی مزاحمت (تصویر 4 میں چھڑی 2 کے مرحلے کے لیے) آخری مراحل کے بہاؤ سے کم ہے (تصویر میں۔ 4 — سلاخوں 1 اور 3 کے مراحل کے لیے)۔

تصویر 4۔

درحقیقت، اختتامی مراحل کے مقناطیسی بہاؤ درمیانی مرحلے کے بہاؤ کے مقابلے میں قدرے لمبے راستوں پر چلتے ہیں۔ مزید برآں، اپنی سلاخوں کو چھوڑنے والے ٹرمینل مراحل کا بہاؤ مکمل طور پر جوئے کے ایک آدھے حصے سے گزرتا ہے اور صرف دوسرے نصف میں (درمیانی چھڑی میں شاخیں لگانے کے بعد) اس کا آدھا حصہ گزر جاتا ہے۔ عمودی چھڑی کے آؤٹ لیٹ پر درمیانی مرحلے کا بہاؤ فوری طور پر دو حصوں میں تقسیم ہو جاتا ہے، اور اس لیے وسط مرحلے کے بہاؤ کا صرف نصف جوئے کے دو حصوں میں گزرتا ہے۔

اس طرح، اختتامی مراحل کے بہاؤ درمیانی مرحلے کے بہاؤ سے زیادہ حد تک جوئے کو سیر کرتے ہیں، اور اسی وجہ سے اختتامی مراحل کے بہاؤ کے لیے مقناطیسی مزاحمت درمیانی مرحلے کے بہاؤ سے زیادہ ہوتی ہے۔

تھری فیز ٹرانسفارمر کے مختلف مراحل کے بہاؤ کے لیے مقناطیسی مزاحمت کی عدم مساوات کا نتیجہ ایک ہی فیز وولٹیج پر انفرادی مراحل میں بغیر لوڈ کرنٹ کی عدم مساوات ہے۔

تاہم، کم جوئے کے لوہے کی سنترپتی اور اچھی راڈ آئرن اسمبلی کے ساتھ، یہ موجودہ عدم مساوات نہ ہونے کے برابر ہے۔ چونکہ غیر متناسب مقناطیسی سرکٹ والے ٹرانسفارمرز کی تعمیر ایک سڈول مقناطیسی سرکٹ والے ٹرانسفارمر کی نسبت بہت آسان ہے، اس لیے پہلے ٹرانسفارمرز زیادہ تر استعمال ہوتے ہیں۔

انجیر پر غور کرنا۔ 3 اور 4 اور یہ فرض کرتے ہوئے کہ دھارے تینوں مراحل سے گزرتے ہیں، یہ دیکھنا آسان ہے کہ تمام مراحل مقناطیسی طور پر ایک دوسرے سے جڑے ہوئے ہیں۔ اس کا مطلب ہے کہ انفرادی مراحل کی مقناطیسی قوتیں ایک دوسرے پر اثرانداز ہوتی ہیں، جو ہمارے پاس اس وقت نہیں ہوتی جب تین فیز کرنٹ کو تین سنگل فیز ٹرانسفارمرز سے تبدیل کیا جاتا ہے۔

تھری فیز ٹرانسفارمرز کا دوسرا گروپ بکتر بند ٹرانسفارمرز ہیں۔ ایک بکتر بند ٹرانسفارمر کو اس طرح سمجھا جا سکتا ہے جیسے یہ تین سنگل فیز بکتر بند ٹرانسفارمرز پر مشتمل ہو جو ایک دوسرے سے جڑے ہوئے ہیں۔

انجیر میں۔ 5 اسکیمیٹک طور پر ایک آرمرڈ تھری فیز ٹرانسفارمر کو عمودی طور پر واقع اندرونی کور کے ساتھ دکھایا گیا ہے۔ تصویر سے یہ دیکھنا آسان ہے کہ طیاروں AB اور CD کے ذریعے اسے تین سنگل فیز آرمرڈ ٹرانسفارمرز میں تقسیم کیا جا سکتا ہے، جن کے مقناطیسی بہاؤ ہو سکتے ہیں۔ ہر ایک کو اس کے اپنے مقناطیسی سرکٹ میں بند کر دیا گیا۔ انجیر میں مقناطیسی بہاؤ کے راستے۔ 5 ڈیشڈ لائنوں کے ذریعہ اشارہ کیا گیا ہے۔

تصویر 5۔

جیسا کہ تصویر سے دیکھا جا سکتا ہے، درمیانی عمودی سلاخوں میں a، جس پر ایک ہی مرحلے کے پرائمری I اور سیکنڈری II وائنڈنگز کو سپرمپوز کیا جاتا ہے، مکمل بہاؤ گزر جاتا ہے، جبکہ yokes b-b اور سائیڈ والز میں بہاؤ کا آدھا حصہ گزر جاتا ہے۔ . اسی انڈکشن میں، جوئے اور سائیڈ والز کے کراس سیکشن درمیانی راڈ a کے کراس سیکشن کے نصف ہونے چاہئیں۔

جہاں تک درمیانی حصوں c - c میں مقناطیسی بہاؤ کا تعلق ہے، اس کی قدر، جیسا کہ ہم ذیل میں دیکھیں گے، درمیانی مرحلے کو شامل کرنے کے طریقہ کار پر منحصر ہے۔

راڈ ٹرانسفارمرز پر آرمیچر ٹرانسفارمرز کا بنیادی فائدہ مقناطیسی بہاؤ کے مختصر بند ہونے والے راستے ہیں اور اس وجہ سے کم لوڈ کرنٹ ہیں۔

بکتر بند ٹرانسفارمرز کے نقصانات میں شامل ہیں، سب سے پہلے، مرمت کے لیے وائنڈنگز کی کم دستیابی، اس حقیقت کی وجہ سے کہ وہ لوہے سے گھرے ہوئے ہیں، اور دوسرا، وائنڈنگ کو ٹھنڈا کرنے کے لیے بدترین حالات — اسی وجہ سے۔

راڈ قسم کے ٹرانسفارمرز میں، وائنڈنگز تقریباً مکمل طور پر کھلے ہوتے ہیں اور اس لیے معائنہ اور مرمت کے ساتھ ساتھ کولنگ میڈیم کے لیے زیادہ قابل رسائی ہوتے ہیں۔

نلی نما ٹینک کے ساتھ تھری فیز تیل سے بھرا ٹرانسفارمر: 1 — پلیاں، 2 — آئل ڈرین والو، 3 — انسولیٹنگ سلنڈر، 4 — ہائی وولٹیج وائنڈنگ، 5 — کم وولٹیج وائنڈنگ، 6 — کور، 7 — تھرمامیٹر، 8 — ٹرمینلز کم وولٹیج، 9 — ہائی وولٹیج ٹرمینلز، 10 — آئل کنٹینر، 11 — گیس ریلے، 12 — آئل لیول انڈیکیٹر، 13 — ریڈی ایٹرز۔

تین فیز ٹرانسفارمرز کے آلے کے بارے میں مزید تفصیلات: پاور ٹرانسفارمرز - آلہ اور آپریشن کے اصول